Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  meaiunlelem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem meaiunlelem 39979
 Description: The measure of the union of countable sets is less or equal to the sum of the measures, Property 112C (d) of [Fremlin1] p. 16. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
meaiunlelem.1 𝑛𝜑
meaiunlelem.m (𝜑𝑀 ∈ Meas)
meaiunlelem.s 𝑆 = dom 𝑀
meaiunlelem.z 𝑍 = (ℤ𝑁)
meaiunlelem.e (𝜑𝐸:𝑍𝑆)
meaiunlelem.f 𝐹 = (𝑛𝑍 ↦ ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)))
Assertion
Ref Expression
meaiunlelem (𝜑 → (𝑀 𝑛𝑍 (𝐸𝑛)) ≤ (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸𝑛)))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝐸,𝑛   𝑛,𝑀   𝑖,𝑁,𝑛   𝑆,𝑖,𝑛   𝑛,𝑍   𝜑,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝐹(𝑖,𝑛)   𝑀(𝑖)   𝑍(𝑖)

Proof of Theorem meaiunlelem
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 meaiunlelem.1 . . . . . . 7 𝑛𝜑
2 meaiunlelem.z . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ𝑁)
3 meaiunlelem.e . . . . . . 7 (𝜑𝐸:𝑍𝑆)
4 meaiunlelem.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑛𝑍 ↦ ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)))
51, 2, 3, 4iundjiun 39971 . . . . . 6 (𝜑 → ((∀𝑥𝑍 𝑛 ∈ (𝑁...𝑥)(𝐹𝑛) = 𝑛 ∈ (𝑁...𝑥)(𝐸𝑛) ∧ 𝑛𝑍 (𝐹𝑛) = 𝑛𝑍 (𝐸𝑛)) ∧ Disj 𝑛𝑍 (𝐹𝑛)))
65simplrd 792 . . . . 5 (𝜑 𝑛𝑍 (𝐹𝑛) = 𝑛𝑍 (𝐸𝑛))
76eqcomd 2632 . . . 4 (𝜑 𝑛𝑍 (𝐸𝑛) = 𝑛𝑍 (𝐹𝑛))
87fveq2d 6154 . . 3 (𝜑 → (𝑀 𝑛𝑍 (𝐸𝑛)) = (𝑀 𝑛𝑍 (𝐹𝑛)))
9 meaiunlelem.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ Meas)
10 meaiunlelem.s . . . 4 𝑆 = dom 𝑀
119, 10dmmeasal 39963 . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
1211adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑆 ∈ SAlg)
133ffvelrnda 6316 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐸𝑛) ∈ 𝑆)
14 fzofi 12710 . . . . . . . . . . 11 (𝑁..^𝑛) ∈ Fin
15 isfinite 8494 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁..^𝑛) ∈ Fin ↔ (𝑁..^𝑛) ≺ ω)
1615biimpi 206 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁..^𝑛) ∈ Fin → (𝑁..^𝑛) ≺ ω)
17 sdomdom 7928 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁..^𝑛) ≺ ω → (𝑁..^𝑛) ≼ ω)
1816, 17syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁..^𝑛) ∈ Fin → (𝑁..^𝑛) ≼ ω)
1914, 18ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (𝑁..^𝑛) ≼ ω
2019a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑁..^𝑛) ≼ ω)
213adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)) → 𝐸:𝑍𝑆)
22 elfzouz 12412 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛) → 𝑖 ∈ (ℤ𝑁))
232eqcomi 2635 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ𝑁) = 𝑍
2422, 23syl6eleq 2714 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛) → 𝑖𝑍)
2524adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)) → 𝑖𝑍)
2621, 25ffvelrnd 6317 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)) → (𝐸𝑖) ∈ 𝑆)
2711, 20, 26saliuncl 39836 . . . . . . . 8 (𝜑 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖) ∈ 𝑆)
2827adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖) ∈ 𝑆)
29 saldifcl2 39840 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ SAlg ∧ (𝐸𝑛) ∈ 𝑆 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖) ∈ 𝑆) → ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)) ∈ 𝑆)
3012, 13, 28, 29syl3anc 1323 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)) ∈ 𝑆)
311, 30, 4fmptdf 6343 . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑍𝑆)
3231ffvelrnda 6316 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) ∈ 𝑆)
33 eqid 2626 . . . . . . 7 (ℤ𝑁) = (ℤ𝑁)
3433uzct 38703 . . . . . 6 (ℤ𝑁) ≼ ω
352, 34eqbrtri 4639 . . . . 5 𝑍 ≼ ω
3635a1i 11 . . . 4 (𝜑𝑍 ≼ ω)
375simprd 479 . . . 4 (𝜑Disj 𝑛𝑍 (𝐹𝑛))
381, 9, 10, 32, 36, 37meadjiun 39977 . . 3 (𝜑 → (𝑀 𝑛𝑍 (𝐹𝑛)) = (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐹𝑛)))))
39 eqidd 2627 . . 3 (𝜑 → (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐹𝑛)))) = (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐹𝑛)))))
408, 38, 393eqtrd 2664 . 2 (𝜑 → (𝑀 𝑛𝑍 (𝐸𝑛)) = (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐹𝑛)))))
41 fvex 6160 . . . . 5 (ℤ𝑁) ∈ V
422, 41eqeltri 2700 . . . 4 𝑍 ∈ V
4342a1i 11 . . 3 (𝜑𝑍 ∈ V)
449adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑀 ∈ Meas)
4544, 10, 32meacl 39969 . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝑀‘(𝐹𝑛)) ∈ (0[,]+∞))
4644, 10, 13meacl 39969 . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝑀‘(𝐸𝑛)) ∈ (0[,]+∞))
47 simpr 477 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → 𝑛𝑍)
48 difexg 4773 . . . . . . 7 ((𝐸𝑛) ∈ 𝑆 → ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)) ∈ V)
4913, 48syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)) ∈ V)
504fvmpt2 6249 . . . . . 6 ((𝑛𝑍 ∧ ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)) ∈ V) → (𝐹𝑛) = ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)))
5147, 49, 50syl2anc 692 . . . . 5 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) = ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)))
52 difssd 3721 . . . . 5 ((𝜑𝑛𝑍) → ((𝐸𝑛) ∖ 𝑖 ∈ (𝑁..^𝑛)(𝐸𝑖)) ⊆ (𝐸𝑛))
5351, 52eqsstrd 3623 . . . 4 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) ⊆ (𝐸𝑛))
5444, 10, 32, 13, 53meassle 39974 . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝑀‘(𝐹𝑛)) ≤ (𝑀‘(𝐸𝑛)))
551, 43, 45, 46, 54sge0lempt 39921 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐹𝑛)))) ≤ (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸𝑛)))))
5640, 55eqbrtrd 4640 1 (𝜑 → (𝑀 𝑛𝑍 (𝐸𝑛)) ≤ (Σ^‘(𝑛𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸𝑛)))))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   = wceq 1480  Ⅎwnf 1705   ∈ wcel 1992  ∀wral 2912  Vcvv 3191   ∖ cdif 3557  ∪ ciun 4490  Disj wdisj 4588   class class class wbr 4618   ↦ cmpt 4678  dom cdm 5079  ⟶wf 5846  ‘cfv 5850  (class class class)co 6605  ωcom 7013   ≼ cdom 7898   ≺ csdm 7899  Fincfn 7900   ≤ cle 10020  ℤ≥cuz 11631  ...cfz 12265  ..^cfzo 12403  SAlgcsalg 39822  Σ^csumge0 39873  Meascmea 39960 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-inf2 8483  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958  ax-pre-sup 9959 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-disj 4589  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-isom 5859  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-oadd 7510  df-omul 7511  df-er 7688  df-map 7805  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-sup 8293  df-oi 8360  df-card 8710  df-acn 8713  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-div 10630  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-rp 11777  df-xadd 11891  df-ico 12120  df-icc 12121  df-fz 12266  df-fzo 12404  df-seq 12739  df-exp 12798  df-hash 13055  df-cj 13768  df-re 13769  df-im 13770  df-sqrt 13904  df-abs 13905  df-clim 14148  df-sum 14346  df-salg 39823  df-sumge0 39874  df-mea 39961 This theorem is referenced by:  meaiunle  39980
 Copyright terms: Public domain W3C validator