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Theorem itgposval

Description: The integral of a nonnegative function. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Jul-2014) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses iblrelem.1 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
itgreval.2 ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵 ) ∈ 𝐿1 )
itgposval.3 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 0 ≤ 𝐵 )
Assertion itgposval ( 𝜑 → ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iblrelem.1 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
2 itgreval.2 ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵 ) ∈ 𝐿1 )
3 itgposval.3 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 0 ≤ 𝐵 )
4 1 2 itgrevallem1 ⊢ ( 𝜑 → ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 = ( ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) , 𝐵 , 0 ) ) ) − ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ - 𝐵 ) , - 𝐵 , 0 ) ) ) ) )
5 3 ex ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝐴 → 0 ≤ 𝐵 ) )
6 5 pm4.71rd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ ( 0 ≤ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) )
7 ancom ⊢ ( ( 0 ≤ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) )
8 6 7 bitr2di ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐴 ) )
9 8 ifbid ⊢ ( 𝜑 → if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) , 𝐵 , 0 ) = if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) )
10 9 mpteq2dv ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) , 𝐵 , 0 ) ) = ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) )
11 10 fveq2d ⊢ ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) , 𝐵 , 0 ) ) ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) )
12 1 3 iblposlem ⊢ ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ - 𝐵 ) , - 𝐵 , 0 ) ) ) = 0 )
13 11 12 oveq12d ⊢ ( 𝜑 → ( ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵 ) , 𝐵 , 0 ) ) ) − ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 0 ≤ - 𝐵 ) , - 𝐵 , 0 ) ) ) ) = ( ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) − 0 ) )
14 1 3 iblpos ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵 ) ∈ 𝐿1 ↔ ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵 ) ∈ MblFn ∧ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℝ ) ) )
15 2 14 mpbid ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵 ) ∈ MblFn ∧ ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℝ ) )
16 15 simprd ⊢ ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℝ )
17 16 recnd ⊢ ( 𝜑 → ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) ∈ ℂ )
18 17 subid1d ⊢ ( 𝜑 → ( ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) − 0 ) = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) )
19 4 13 18 3eqtrd ⊢ ( 𝜑 → ∫ 𝐴 𝐵 d 𝑥 = ( ∫2 ‘ ( 𝑥 ∈ ℝ ↦ if ( 𝑥 ∈ 𝐴 , 𝐵 , 0 ) ) ) )