Theorem caragencmpl 44073

Description: A measure built with the Caratheodory's construction is complete. See Definition 112Df of [Fremlin1] p. 19. This is Exercise 113Xa of [Fremlin1] p. 21. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
caragencmpl.o	⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ OutMeas)
caragencmpl.x	⊢ 𝑋 = ∪ dom 𝑂
caragencmpl.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ⊆ 𝑋)
caragencmpl.z	⊢ (𝜑 → (𝑂‘𝐸) = 0)
caragencmpl.s	⊢ 𝑆 = (CaraGen‘𝑂)

Assertion

Ref	Expression
caragencmpl	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑆)

Proof of Theorem caragencmpl

Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		caragencmpl.o	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ OutMeas)
2		caragencmpl.x	. 2 ⊢ 𝑋 = ∪ dom 𝑂
3		caragencmpl.s	. 2 ⊢ 𝑆 = (CaraGen‘𝑂)
4		caragencmpl.e	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ⊆ 𝑋)
5	1, 2	unidmex 42598	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ V)
6	5, 4	ssexd 5248	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ V)
7		elpwg 4536	. . . 4 ⊢ (𝐸 ∈ V → (𝐸 ∈ 𝒫 𝑋 ↔ 𝐸 ⊆ 𝑋))
8	6, 7	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐸 ∈ 𝒫 𝑋 ↔ 𝐸 ⊆ 𝑋))
9	4, 8	mpbird 256	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝒫 𝑋)
10	1	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → 𝑂 ∈ OutMeas)
11	4	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → 𝐸 ⊆ 𝑋)
12		caragencmpl.z	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑂‘𝐸) = 0)
13	12	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑂‘𝐸) = 0)
14		inss2 4163	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 ∩ 𝐸) ⊆ 𝐸
15	14	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑎 ∩ 𝐸) ⊆ 𝐸)
16	10, 2, 11, 13, 15	omess0 44072	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑂‘(𝑎 ∩ 𝐸)) = 0)
17	16	oveq1d 7290	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → ((𝑂‘(𝑎 ∩ 𝐸)) +𝑒 (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸))) = (0 +𝑒 (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸))))
18		difssd 4067	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → (𝑎 ∖ 𝐸) ⊆ 𝑎)
19		elpwi 4542	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → 𝑎 ⊆ 𝑋)
20	18, 19	sstrd 3931	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → (𝑎 ∖ 𝐸) ⊆ 𝑋)
21	20	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑎 ∖ 𝐸) ⊆ 𝑋)
22	10, 2, 21	omexrcl 44045	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸)) ∈ ℝ*)
23		xaddid2 12976	. . . . 5 ⊢ ((𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸)) ∈ ℝ* → (0 +𝑒 (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸))) = (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸)))
24	22, 23	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (0 +𝑒 (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸))) = (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸)))
25	17, 24	eqtrd 2778	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → ((𝑂‘(𝑎 ∩ 𝐸)) +𝑒 (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸))) = (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸)))
26	19	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → 𝑎 ⊆ 𝑋)
27	18	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑎 ∖ 𝐸) ⊆ 𝑎)
28	10, 2, 26, 27	omessle 44036	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸)) ≤ (𝑂‘𝑎))
29	25, 28	eqbrtrd 5096	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑋) → ((𝑂‘(𝑎 ∩ 𝐸)) +𝑒 (𝑂‘(𝑎 ∖ 𝐸))) ≤ (𝑂‘𝑎))
30	1, 2, 3, 9, 29	caragenel2d 44070	1 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑆)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  Vcvv 3432   ∖ cdif 3884   ∩ cin 3886   ⊆ wss 3887  𝒫 cpw 4533  ∪ cuni 4839  dom cdm 5589  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  0cc0 10871  ℝ^*cxr 11008   ≤ cle 11010   +_𝑒 cxad 12846  OutMeascome 44027  CaraGenccaragen 44029

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-sup 9201  df-oi 9269  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-rp 12731  df-xadd 12849  df-ico 13085  df-icc 13086  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-seq 13722  df-exp 13783  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-clim 15197  df-sum 15398  df-sumge0 43901  df-ome 44028  df-caragen 44030

This theorem is referenced by:  voncmpl  44159