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

Theorem caragenuncllem 45228
Description: The Caratheodory's construction is closed under the union. Step (c) in the proof of Theorem 113C of [Fremlin1] p. 20. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
caragenuncllem.o (πœ‘ β†’ 𝑂 ∈ OutMeas)
caragenuncllem.s 𝑆 = (CaraGenβ€˜π‘‚)
caragenuncllem.e (πœ‘ β†’ 𝐸 ∈ 𝑆)
caragenuncllem.f (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ 𝑆)
caragenuncllem.x 𝑋 = βˆͺ dom 𝑂
caragenuncllem.a (πœ‘ β†’ 𝐴 βŠ† 𝑋)
Assertion
Ref Expression
caragenuncllem (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))) +𝑒 (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– (𝐸 βˆͺ 𝐹)))) = (π‘‚β€˜π΄))

Proof of Theorem caragenuncllem
StepHypRef Expression
1 caragenuncllem.o . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑂 ∈ OutMeas)
2 caragenuncllem.s . . . . . 6 𝑆 = (CaraGenβ€˜π‘‚)
3 caragenuncllem.x . . . . . 6 𝑋 = βˆͺ dom 𝑂
4 caragenuncllem.e . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐸 ∈ 𝑆)
5 caragenuncllem.a . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 βŠ† 𝑋)
65ssinss1d 43735 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βŠ† 𝑋)
71, 2, 3, 4, 6caragensplit 45216 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸))) = (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))))
87eqcomd 2739 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))) = ((π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸))))
9 inass 4220 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸) = (𝐴 ∩ ((𝐸 βˆͺ 𝐹) ∩ 𝐸))
10 incom 4202 . . . . . . . . . 10 ((𝐸 βˆͺ 𝐹) ∩ 𝐸) = (𝐸 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))
11 inabs 4256 . . . . . . . . . 10 (𝐸 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) = 𝐸
1210, 11eqtri 2761 . . . . . . . . 9 ((𝐸 βˆͺ 𝐹) ∩ 𝐸) = 𝐸
1312ineq2i 4210 . . . . . . . 8 (𝐴 ∩ ((𝐸 βˆͺ 𝐹) ∩ 𝐸)) = (𝐴 ∩ 𝐸)
149, 13eqtri 2761 . . . . . . 7 ((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸) = (𝐴 ∩ 𝐸)
1514fveq2i 6895 . . . . . 6 (π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸)) = (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸))
16 incom 4202 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹) = (𝐹 ∩ (𝐴 βˆ– 𝐸))
17 indifcom 4273 . . . . . . . . . 10 (𝐹 ∩ (𝐴 βˆ– 𝐸)) = (𝐴 ∩ (𝐹 βˆ– 𝐸))
1816, 17eqtr2i 2762 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∩ (𝐹 βˆ– 𝐸)) = ((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)
1918eqcomi 2742 . . . . . . . 8 ((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹) = (𝐴 ∩ (𝐹 βˆ– 𝐸))
20 difundir 4281 . . . . . . . . . 10 ((𝐸 βˆͺ 𝐹) βˆ– 𝐸) = ((𝐸 βˆ– 𝐸) βˆͺ (𝐹 βˆ– 𝐸))
21 difid 4371 . . . . . . . . . . 11 (𝐸 βˆ– 𝐸) = βˆ…
2221uneq1i 4160 . . . . . . . . . 10 ((𝐸 βˆ– 𝐸) βˆͺ (𝐹 βˆ– 𝐸)) = (βˆ… βˆͺ (𝐹 βˆ– 𝐸))
23 0un 4393 . . . . . . . . . 10 (βˆ… βˆͺ (𝐹 βˆ– 𝐸)) = (𝐹 βˆ– 𝐸)
2420, 22, 233eqtrri 2766 . . . . . . . . 9 (𝐹 βˆ– 𝐸) = ((𝐸 βˆͺ 𝐹) βˆ– 𝐸)
2524ineq2i 4210 . . . . . . . 8 (𝐴 ∩ (𝐹 βˆ– 𝐸)) = (𝐴 ∩ ((𝐸 βˆͺ 𝐹) βˆ– 𝐸))
26 indif2 4271 . . . . . . . 8 (𝐴 ∩ ((𝐸 βˆͺ 𝐹) βˆ– 𝐸)) = ((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸)
2719, 25, 263eqtrri 2766 . . . . . . 7 ((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸) = ((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)
2827fveq2i 6895 . . . . . 6 (π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸)) = (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))
2915, 28oveq12i 7421 . . . . 5 ((π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)))
3029a1i 11 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹)) βˆ– 𝐸))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))))
31 eqidd 2734 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))))
328, 30, 313eqtrd 2777 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))))
33 difun1 4290 . . . . 5 (𝐴 βˆ– (𝐸 βˆͺ 𝐹)) = ((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)
3433fveq2i 6895 . . . 4 (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– (𝐸 βˆͺ 𝐹))) = (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹))
3534a1i 11 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– (𝐸 βˆͺ 𝐹))) = (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)))
3632, 35oveq12d 7427 . 2 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))) +𝑒 (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– (𝐸 βˆͺ 𝐹)))) = (((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹))))
375ssinss1d 43735 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐴 ∩ 𝐸) βŠ† 𝑋)
381, 3, 37omexrcl 45223 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) ∈ ℝ*)
391, 3, 37omecl 45219 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) ∈ (0[,]+∞))
4039xrge0nemnfd 44042 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) β‰  -∞)
4138, 40jca 513 . . 3 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) ∈ ℝ* ∧ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) β‰  -∞))
42 caragenuncllem.f . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ 𝑆)
431, 2, 42, 3caragenelss 45217 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹 βŠ† 𝑋)
4443ssinss2d 43747 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹) βŠ† 𝑋)
451, 3, 44omexrcl 45223 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) ∈ ℝ*)
461, 3, 44omecl 45219 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) ∈ (0[,]+∞))
4746xrge0nemnfd 44042 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) β‰  -∞)
4845, 47jca 513 . . 3 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) ∈ ℝ* ∧ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) β‰  -∞))
495ssdifssd 4143 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐴 βˆ– 𝐸) βŠ† 𝑋)
5049ssdifssd 4143 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹) βŠ† 𝑋)
511, 3, 50omexrcl 45223 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) ∈ ℝ*)
521, 3, 50omecl 45219 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) ∈ (0[,]+∞))
5352xrge0nemnfd 44042 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) β‰  -∞)
5451, 53jca 513 . . 3 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) ∈ ℝ* ∧ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) β‰  -∞))
55 xaddass 13228 . . 3 ((((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) ∈ ℝ* ∧ (π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) β‰  -∞) ∧ ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) ∈ ℝ* ∧ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) β‰  -∞) ∧ ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) ∈ ℝ* ∧ (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)) β‰  -∞)) β†’ (((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)))))
5641, 48, 54, 55syl3anc 1372 . 2 (πœ‘ β†’ (((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹))) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)))))
571, 2, 3, 42, 49caragensplit 45216 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹))) = (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– 𝐸)))
5857oveq2d 7425 . . 3 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)))) = ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– 𝐸))))
591, 2, 3, 4, 5caragensplit 45216 . . 3 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– 𝐸))) = (π‘‚β€˜π΄))
6058, 59eqtrd 2773 . 2 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ 𝐸)) +𝑒 ((π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) ∩ 𝐹)) +𝑒 (π‘‚β€˜((𝐴 βˆ– 𝐸) βˆ– 𝐹)))) = (π‘‚β€˜π΄))
6136, 56, 603eqtrd 2777 1 (πœ‘ β†’ ((π‘‚β€˜(𝐴 ∩ (𝐸 βˆͺ 𝐹))) +𝑒 (π‘‚β€˜(𝐴 βˆ– (𝐸 βˆͺ 𝐹)))) = (π‘‚β€˜π΄))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941   βˆ– cdif 3946   βˆͺ cun 3947   ∩ cin 3948   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4323  βˆͺ cuni 4909  dom cdm 5677  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  -∞cmnf 11246  β„*cxr 11247   +𝑒 cxad 13090  OutMeascome 45205  CaraGenccaragen 45207
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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-addass 11175  ax-i2m1 11178  ax-rnegex 11181  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-po 5589  df-so 5590  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-xadd 13093  df-icc 13331  df-ome 45206  df-caragen 45208
This theorem is referenced by:  caragenuncl  45229
  Copyright terms: Public domain W3C validator