Theorem elovolm 22962

Description: Elementhood in the set 𝑀 of approximations to the outer measure. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Mar-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
ovolval.1	⊢ 𝑀 = {𝑦 ∈ ℝ* ∣ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝑦 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))}

Assertion

Ref	Expression
elovolm	⊢ (𝐵 ∈ 𝑀 ↔ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )))

Distinct variable groups:   𝑦,𝑓,𝐴   𝐵,𝑓,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑀(𝑦,𝑓)

Proof of Theorem elovolm

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqeq1 2608	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ) ↔ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )))
2	1	anbi2d 735	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝑦 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )) ↔ (𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))))
3	2	rexbidv 3028	. . 3 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝑦 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )) ↔ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))))
4		ovolval.1	. . 3 ⊢ 𝑀 = {𝑦 ∈ ℝ* ∣ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝑦 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))}
5	3, 4	elrab2 3327	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑀 ↔ (𝐵 ∈ ℝ* ∧ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))))
6		reex 9878	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ℝ ∈ V
7	6, 6	xpex 6832	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ℝ × ℝ) ∈ V
8	7	inex2 4718	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ∈ V
9		nnex 10868	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℕ ∈ V
10	8, 9	elmap 7744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) ↔ 𝑓:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)))
11		eqid 2604	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓) = ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)
12		eqid 2604	. . . . . . . . . . 11 ⊢ seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)) = seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓))
13	11, 12	ovolsf 22960	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓:ℕ⟶( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) → seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)):ℕ⟶(0[,)+∞))
14	10, 13	sylbi 205	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) → seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)):ℕ⟶(0[,)+∞))
15		icossxr 12080	. . . . . . . . 9 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ*
16		fss 5950	. . . . . . . . 9 ⊢ ((seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)):ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (0[,)+∞) ⊆ ℝ*) → seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)):ℕ⟶ℝ*)
17	14, 15, 16	sylancl 692	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) → seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)):ℕ⟶ℝ*)
18		frn 5947	. . . . . . . 8 ⊢ (seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)):ℕ⟶ℝ* → ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)) ⊆ ℝ*)
19		supxrcl 11968	. . . . . . . 8 ⊢ (ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)) ⊆ ℝ* → sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
20	17, 18, 19	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) → sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
21		eleq1 2670	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ) → (𝐵 ∈ ℝ* ↔ sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ) ∈ ℝ*))
22	20, 21	syl5ibrcom 235	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) → (𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ) → 𝐵 ∈ ℝ*))
23	22	imp 443	. . . . 5 ⊢ ((𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )) → 𝐵 ∈ ℝ*)
24	23	adantrl 747	. . . 4 ⊢ ((𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ) ∧ (𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
25	24	rexlimiva 3004	. . 3 ⊢ (∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )) → 𝐵 ∈ ℝ*)
26	25	pm4.71ri 662	. 2 ⊢ (∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )) ↔ (𝐵 ∈ ℝ* ∧ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < ))))
27	5, 26	bitr4i 265	1 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑀 ↔ ∃𝑓 ∈ (( ≤ ∩ (ℝ × ℝ)) ↑𝑚 ℕ)(𝐴 ⊆ ∪ ran ((,) ∘ 𝑓) ∧ 𝐵 = sup(ran seq1( + , ((abs ∘ − ) ∘ 𝑓)), ℝ*, < )))

Syntax hints:   ↔ wb 194   ∧ wa 382   = wceq 1474   ∈ wcel 1975  ∃wrex 2891  {crab 2894   ∩ cin 3533   ⊆ wss 3534  ∪ cuni 4361   × cxp 5021  ran crn 5024   ∘ ccom 5027  ⟶wf 5781  (class class class)co 6522   ↑_𝑚 cmap 7716  supcsup 8201  ℝcr 9786  0cc0 9787  1c1 9788   + caddc 9790  +∞cpnf 9922  ℝ^*cxr 9924   < clt 9925   ≤ cle 9926   − cmin 10112  ℕcn 10862  (,)cioo 11997  [,)cico 11999  seqcseq 12613  abscabs 13763

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1711  ax-4 1726  ax-5 1825  ax-6 1873  ax-7 1920  ax-8 1977  ax-9 1984  ax-10 2004  ax-11 2019  ax-12 2031  ax-13 2227  ax-ext 2584  ax-sep 4698  ax-nul 4707  ax-pow 4759  ax-pr 4823  ax-un 6819  ax-cnex 9843  ax-resscn 9844  ax-1cn 9845  ax-icn 9846  ax-addcl 9847  ax-addrcl 9848  ax-mulcl 9849  ax-mulrcl 9850  ax-mulcom 9851  ax-addass 9852  ax-mulass 9853  ax-distr 9854  ax-i2m1 9855  ax-1ne0 9856  ax-1rid 9857  ax-rnegex 9858  ax-rrecex 9859  ax-cnre 9860  ax-pre-lttri 9861  ax-pre-lttrn 9862  ax-pre-ltadd 9863  ax-pre-mulgt0 9864  ax-pre-sup 9865

This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1866  df-eu 2456  df-mo 2457  df-clab 2591  df-cleq 2597  df-clel 2600  df-nfc 2734  df-ne 2776  df-nel 2777  df-ral 2895  df-rex 2896  df-reu 2897  df-rmo 2898  df-rab 2899  df-v 3169  df-sbc 3397  df-csb 3494  df-dif 3537  df-un 3539  df-in 3541  df-ss 3548  df-pss 3550  df-nul 3869  df-if 4031  df-pw 4104  df-sn 4120  df-pr 4122  df-tp 4124  df-op 4126  df-uni 4362  df-iun 4446  df-br 4573  df-opab 4633  df-mpt 4634  df-tr 4670  df-eprel 4934  df-id 4938  df-po 4944  df-so 4945  df-fr 4982  df-we 4984  df-xp 5029  df-rel 5030  df-cnv 5031  df-co 5032  df-dm 5033  df-rn 5034  df-res 5035  df-ima 5036  df-pred 5578  df-ord 5624  df-on 5625  df-lim 5626  df-suc 5627  df-iota 5749  df-fun 5787  df-fn 5788  df-f 5789  df-f1 5790  df-fo 5791  df-f1o 5792  df-fv 5793  df-riota 6484  df-ov 6525  df-oprab 6526  df-mpt2 6527  df-om 6930  df-1st 7031  df-2nd 7032  df-wrecs 7266  df-recs 7327  df-rdg 7365  df-er 7601  df-map 7718  df-en 7814  df-dom 7815  df-sdom 7816  df-sup 8203  df-pnf 9927  df-mnf 9928  df-xr 9929  df-ltxr 9930  df-le 9931  df-sub 10114  df-neg 10115  df-div 10529  df-nn 10863  df-2 10921  df-3 10922  df-n0 11135  df-z 11206  df-uz 11515  df-rp 11660  df-ico 12003  df-fz 12148  df-seq 12614  df-exp 12673  df-cj 13628  df-re 13629  df-im 13630  df-sqrt 13764  df-abs 13765

This theorem is referenced by:  elovolmr  22963  ovolmge0  22964  ovolicc2  23009