let n be Element of NAT ; for A being closed-interval Subset of REAL
for f1, f2 being PartFunc of REAL ,(REAL n) st f1 is_integrable_on A & f2 is_integrable_on A & A c= dom f1 & A c= dom f2 & f1 | A is bounded & f2 | A is bounded holds
( f1 + f2 is_integrable_on A & f1 - f2 is_integrable_on A & integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A) & integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A) )
let A be closed-interval Subset of REAL ; for f1, f2 being PartFunc of REAL ,(REAL n) st f1 is_integrable_on A & f2 is_integrable_on A & A c= dom f1 & A c= dom f2 & f1 | A is bounded & f2 | A is bounded holds
( f1 + f2 is_integrable_on A & f1 - f2 is_integrable_on A & integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A) & integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A) )
let f1, f2 be PartFunc of REAL ,(REAL n); ( f1 is_integrable_on A & f2 is_integrable_on A & A c= dom f1 & A c= dom f2 & f1 | A is bounded & f2 | A is bounded implies ( f1 + f2 is_integrable_on A & f1 - f2 is_integrable_on A & integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A) & integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A) ) )
assume that
A1:
( f1 is_integrable_on A & f2 is_integrable_on A )
and
A2:
( A c= dom f1 & A c= dom f2 )
and
A3:
f1 | A is bounded
and
A4:
f2 | A is bounded
; ( f1 + f2 is_integrable_on A & f1 - f2 is_integrable_on A & integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A) & integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A) )
A5:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( A c= dom ((proj i,n) * f1) & A c= dom ((proj i,n) * f2) )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( A c= dom ((proj i,n) * f1) & A c= dom ((proj i,n) * f2) ) )
assume
i in Seg n
;
( A c= dom ((proj i,n) * f1) & A c= dom ((proj i,n) * f2) )
dom (proj i,n) = REAL n
by FUNCT_2:def 1;
then
(
rng f1 c= dom (proj i,n) &
rng f2 c= dom (proj i,n) )
;
hence
(
A c= dom ((proj i,n) * f1) &
A c= dom ((proj i,n) * f2) )
by A2, RELAT_1:46;
verum
end;
A6:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( ((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) & ((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( ((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) & ((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) ) )
assume A7:
i in Seg n
;
( ((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) & ((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
then A8:
(
A c= dom ((proj i,n) * f1) &
A c= dom ((proj i,n) * f2) )
by A5;
(proj i,n) * (f2 | A) is
bounded
by A4, A7, Def15;
then A9:
((proj i,n) * f2) | A is
bounded
by Lm6;
(proj i,n) * (f1 | A) is
bounded
by A3, A7, Def15;
then A10:
((proj i,n) * f1) | A is
bounded
by Lm6;
A11:
(
(proj i,n) * f1 is_integrable_on A &
(proj i,n) * f2 is_integrable_on A )
by A1, A7, Def16;
hence
(
((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A &
integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),
A = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) )
by A8, A10, A9, INTEGRA6:11;
( ((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A & integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
thus
(
((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A &
integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),
A = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
by A8, A10, A9, A11, INTEGRA6:11;
verum
end;
A12:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( (proj i,n) * (f1 + f2) is_integrable_on A & (proj i,n) * (f1 - f2) is_integrable_on A )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( (proj i,n) * (f1 + f2) is_integrable_on A & (proj i,n) * (f1 - f2) is_integrable_on A ) )
assume
i in Seg n
;
( (proj i,n) * (f1 + f2) is_integrable_on A & (proj i,n) * (f1 - f2) is_integrable_on A )
then
(
((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A &
((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2) is_integrable_on A )
by A6;
hence
(
(proj i,n) * (f1 + f2) is_integrable_on A &
(proj i,n) * (f1 - f2) is_integrable_on A )
by Th15;
verum
end;
then
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
(proj i,n) * (f1 + f2) is_integrable_on A
;
hence
f1 + f2 is_integrable_on A
by Def16; ( f1 - f2 is_integrable_on A & integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A) & integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A) )
A13:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) ) )
assume A14:
i in Seg n
;
( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
then
(integral f1,A) . i = integral ((proj i,n) * f1),
A
by Def17;
hence
(
((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) &
((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
by A14, Def17;
verum
end;
A15:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),A & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),A & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A ) )
assume A16:
i in Seg n
;
( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),A & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),A )
then
(
((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) + (integral ((proj i,n) * f2),A) &
((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = (integral ((proj i,n) * f1),A) - (integral ((proj i,n) * f2),A) )
by A13;
hence
(
((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),
A &
((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),
A )
by A6, A16;
verum
end;
A17:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 + f2)),A & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 - f2)),A )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 + f2)),A & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 - f2)),A ) )
assume
i in Seg n
;
( ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 + f2)),A & ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 - f2)),A )
then
(
((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) + ((proj i,n) * f2)),
A &
((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral (((proj i,n) * f1) - ((proj i,n) * f2)),
A )
by A15;
hence
(
((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 + f2)),
A &
((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 - f2)),
A )
by Th15;
verum
end;
A18:
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
( (integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) & (integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) )
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in Seg n implies ( (integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) & (integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) ) )
assume A19:
i in Seg n
;
( (integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) & (integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) )
then
(
((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 + f2)),
A &
((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) = integral ((proj i,n) * (f1 - f2)),
A )
by A17;
hence
(
(integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i) &
(integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i) )
by A19, Def17;
verum
end;
for i being Element of NAT st i in Seg n holds
(proj i,n) * (f1 - f2) is_integrable_on A
by A12;
hence
f1 - f2 is_integrable_on A
by Def16; ( integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A) & integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A) )
A20:
dom (integral (f1 + f2),A) = Seg n
by EUCLID:3;
A21:
for i being Element of NAT st i in dom (integral (f1 + f2),A) holds
(integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) + (integral f2,A)) . i
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in dom (integral (f1 + f2),A) implies (integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) + (integral f2,A)) . i )
assume
i in dom (integral (f1 + f2),A)
;
(integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) + (integral f2,A)) . i
then
(integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) + ((integral f2,A) . i)
by A18, A20;
hence
(integral (f1 + f2),A) . i = ((integral f1,A) + (integral f2,A)) . i
by RVSUM_1:27;
verum
end;
dom ((integral f1,A) + (integral f2,A)) = Seg n
by EUCLID:3;
hence
integral (f1 + f2),A = (integral f1,A) + (integral f2,A)
by A21, EUCLID:3, PARTFUN1:34; integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A)
A22:
dom (integral (f1 - f2),A) = Seg n
by EUCLID:3;
A23:
for i being Element of NAT st i in dom (integral (f1 - f2),A) holds
(integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) - (integral f2,A)) . i
proof
let i be
Element of
NAT ;
( i in dom (integral (f1 - f2),A) implies (integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) - (integral f2,A)) . i )
assume
i in dom (integral (f1 - f2),A)
;
(integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) - (integral f2,A)) . i
then
(integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) . i) - ((integral f2,A) . i)
by A18, A22;
hence
(integral (f1 - f2),A) . i = ((integral f1,A) - (integral f2,A)) . i
by RVSUM_1:48;
verum
end;
dom ((integral f1,A) - (integral f2,A)) = Seg n
by EUCLID:3;
hence
integral (f1 - f2),A = (integral f1,A) - (integral f2,A)
by A23, EUCLID:3, PARTFUN1:34; verum