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

Theorem vonvolmbllem 41195
 Description: If a subset 𝐵 of real numbers is Lebesgue measurable, then its corresponding 1-dimensional set is measurable w.r.t. the n-dimensional Lebesgue measure, (with 𝑛 equal to 1). (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
vonvolmbllem.a (𝜑𝐴𝑉)
vonvolmbllem.b (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
vonvolmbllem.e (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝒫 ℝ(vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))))
vonvolmbllem.x (𝜑𝑋 ⊆ (ℝ ↑𝑚 {𝐴}))
vonvolmbllem.y 𝑌 = 𝑓𝑋 ran 𝑓
Assertion
Ref Expression
vonvolmbllem (𝜑 → (((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴}))) +𝑒 ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})))) = ((voln*‘{𝐴})‘𝑋))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓   𝑦,𝐵   𝑓,𝑋   𝑓,𝑌   𝑦,𝑌   𝜑,𝑓
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦)   𝐴(𝑦)   𝐵(𝑓)   𝑉(𝑦,𝑓)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem vonvolmbllem
StepHypRef Expression
1 nfcv 2793 . . . . . . . 8 𝑓𝑌
2 vonvolmbllem.a . . . . . . . 8 (𝜑𝐴𝑉)
3 vonvolmbllem.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋 ⊆ (ℝ ↑𝑚 {𝐴}))
4 vonvolmbllem.y . . . . . . . 8 𝑌 = 𝑓𝑋 ran 𝑓
51, 2, 3, 4ssmapsn 39722 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 = (𝑌𝑚 {𝐴}))
65ineq1d 3846 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴})) = ((𝑌𝑚 {𝐴}) ∩ (𝐵𝑚 {𝐴})))
7 reex 10065 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ V
87a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ∈ V)
93sselda 3636 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑓𝑋) → 𝑓 ∈ (ℝ ↑𝑚 {𝐴}))
10 elmapi 7921 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 ∈ (ℝ ↑𝑚 {𝐴}) → 𝑓:{𝐴}⟶ℝ)
119, 10syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑓𝑋) → 𝑓:{𝐴}⟶ℝ)
12 frn 6091 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:{𝐴}⟶ℝ → ran 𝑓 ⊆ ℝ)
1311, 12syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑓𝑋) → ran 𝑓 ⊆ ℝ)
1413ralrimiva 2995 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ)
15 iunss 4593 . . . . . . . . . 10 ( 𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ ↔ ∀𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ)
1614, 15sylibr 224 . . . . . . . . 9 (𝜑 𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ)
174, 16syl5eqss 3682 . . . . . . . 8 (𝜑𝑌 ⊆ ℝ)
188, 17ssexd 4838 . . . . . . 7 (𝜑𝑌 ∈ V)
19 vonvolmbllem.b . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
208, 19ssexd 4838 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ V)
21 snex 4938 . . . . . . . 8 {𝐴} ∈ V
2221a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝐴} ∈ V)
2318, 20, 22inmap 39715 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑌𝑚 {𝐴}) ∩ (𝐵𝑚 {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴}))
246, 23eqtrd 2685 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴}))
2524fveq2d 6233 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴}))) = ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴})))
2617ssinss1d 39528 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌𝐵) ⊆ ℝ)
272, 26ovnovol 41194 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴})) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
2825, 27eqtrd 2685 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴}))) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
295difeq1d 3760 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})) = ((𝑌𝑚 {𝐴}) ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})))
3018, 20, 2difmapsn 39718 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑌𝑚 {𝐴}) ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴}))
3129, 30eqtrd 2685 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴}))
3231fveq2d 6233 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴}))) = ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴})))
3317ssdifssd 3781 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌𝐵) ⊆ ℝ)
342, 33ovnovol 41194 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑𝑚 {𝐴})) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
3532, 34eqtrd 2685 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴}))) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
3628, 35oveq12d 6708 . 2 (𝜑 → (((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴}))) +𝑒 ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})))) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
375fveq2d 6233 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘𝑋) = ((voln*‘{𝐴})‘(𝑌𝑚 {𝐴})))
382, 17ovnovol 41194 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑌𝑚 {𝐴})) = (vol*‘𝑌))
3918, 17elpwd 4200 . . . 4 (𝜑𝑌 ∈ 𝒫 ℝ)
40 vonvolmbllem.e . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝒫 ℝ(vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))))
41 fveq2 6229 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑌 → (vol*‘𝑦) = (vol*‘𝑌))
42 ineq1 3840 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → (𝑦𝐵) = (𝑌𝐵))
4342fveq2d 6233 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑌 → (vol*‘(𝑦𝐵)) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
44 difeq1 3754 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → (𝑦𝐵) = (𝑌𝐵))
4544fveq2d 6233 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑌 → (vol*‘(𝑦𝐵)) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
4643, 45oveq12d 6708 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑌 → ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
4741, 46eqeq12d 2666 . . . . 5 (𝑦 = 𝑌 → ((vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))) ↔ (vol*‘𝑌) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵)))))
4847rspcva 3338 . . . 4 ((𝑌 ∈ 𝒫 ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ 𝒫 ℝ(vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵)))) → (vol*‘𝑌) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
4939, 40, 48syl2anc 694 . . 3 (𝜑 → (vol*‘𝑌) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
5037, 38, 493eqtrd 2689 . 2 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘𝑋) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
5136, 50eqtr4d 2688 1 (𝜑 → (((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵𝑚 {𝐴}))) +𝑒 ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵𝑚 {𝐴})))) = ((voln*‘{𝐴})‘𝑋))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ∀wral 2941  Vcvv 3231   ∖ cdif 3604   ∩ cin 3606   ⊆ wss 3607  𝒫 cpw 4191  {csn 4210  ∪ ciun 4552  ran crn 5144  ⟶wf 5922  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ↑𝑚 cmap 7899  ℝcr 9973   +𝑒 cxad 11982  vol*covol 23277  voln*covoln 41071 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-prod 14680  df-rest 16130  df-topgen 16151  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-top 20747  df-topon 20764  df-bases 20798  df-cmp 21238  df-ovol 23279  df-vol 23280  df-sumge0 40898  df-ovoln 41072 This theorem is referenced by:  vonvolmbl  41196
 Copyright terms: Public domain W3C validator