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Theorem caratheodorylem1 47535
Description: Lemma used to prove that Caratheodory's construction is sigma-additive. This is the proof of the statement in the middle of Step (e) in the proof of Theorem 113C of [Fremlin1] p. 21. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
caratheodorylem1.o (𝜑 → 𝑂 ∈ OutMeas)
caratheodorylem1.s 𝑆 = (CaraGen‘𝑂)
caratheodorylem1.z 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
caratheodorylem1.e (𝜑 → 𝐸:𝑍⟶𝑆)
caratheodorylem1.dj (𝜑 → Disj 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))
caratheodorylem1.g 𝐺 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑖))
caratheodorylem1.n (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
Assertion
Ref Expression
caratheodorylem1 (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑁)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝐸,𝑛   𝑖,𝐺,𝑛   𝑖,𝑀,𝑛   𝑖,𝑁,𝑛   𝑖,𝑂,𝑛   𝑛,𝑍   𝜑,𝑖,𝑛
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑖, 𝑛)   𝑍(𝑖)

Proof of Theorem caratheodorylem1
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 caratheodorylem1.n . . 3 (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
2 eluzfz2 13665 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
31, 2syl 18 . 2 (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
4 id 23 . 2 (𝜑 → 𝜑)
5 2fveq3 6890 . . . . 5 (𝑗 = 𝑀 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (𝑂‘(𝐺‘𝑀)))
6 oveq2 7428 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑀 → (𝑀...𝑗) = (𝑀...𝑀))
76mpteq1d 5195 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑀 → (𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))
87fveq2d 6889 . . . . 5 (𝑗 = 𝑀 → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
95, 8eqeq12d 2777 . . . 4 (𝑗 = 𝑀 → ((𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) ↔ (𝑂‘(𝐺‘𝑀)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
109imbi2d 343 . . 3 (𝑗 = 𝑀 → ((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ↔ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑀)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))))
11 2fveq3 6890 . . . . 5 (𝑗 = 𝑖 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (𝑂‘(𝐺‘𝑖)))
12 oveq2 7428 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑖 → (𝑀...𝑗) = (𝑀...𝑖))
1312mpteq1d 5195 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑖 → (𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))
1413fveq2d 6889 . . . . 5 (𝑗 = 𝑖 → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
1511, 14eqeq12d 2777 . . . 4 (𝑗 = 𝑖 → ((𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) ↔ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
1615imbi2d 343 . . 3 (𝑗 = 𝑖 → ((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ↔ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))))
17 2fveq3 6890 . . . . 5 (𝑗 = (𝑖 + 1) → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))))
18 oveq2 7428 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑖 + 1) → (𝑀...𝑗) = (𝑀...(𝑖 + 1)))
1918mpteq1d 5195 . . . . . 6 (𝑗 = (𝑖 + 1) → (𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))
2019fveq2d 6889 . . . . 5 (𝑗 = (𝑖 + 1) → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
2117, 20eqeq12d 2777 . . . 4 (𝑗 = (𝑖 + 1) → ((𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) ↔ (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
2221imbi2d 343 . . 3 (𝑗 = (𝑖 + 1) → ((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ↔ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))))
23 2fveq3 6890 . . . . 5 (𝑗 = 𝑁 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (𝑂‘(𝐺‘𝑁)))
24 oveq2 7428 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑁 → (𝑀...𝑗) = (𝑀...𝑁))
2524mpteq1d 5195 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → (𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))
2625fveq2d 6889 . . . . 5 (𝑗 = 𝑁 → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
2723, 26eqeq12d 2777 . . . 4 (𝑗 = 𝑁 → ((𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) ↔ (𝑂‘(𝐺‘𝑁)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
2827imbi2d 343 . . 3 (𝑗 = 𝑁 → ((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑗)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ↔ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑁)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))))
29 eluzel2 12970 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
301, 29syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
31 fzsn 13700 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀...𝑀) = {𝑀})
3230, 31syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀...𝑀) = {𝑀})
3332mpteq1d 5195 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))
3433fveq2d 6889 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
35 caratheodorylem1.o . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑂 ∈ OutMeas)
3635adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → 𝑂 ∈ OutMeas)
37 eqid 2761 . . . . . . . 8 ∪ dom 𝑂 = ∪ dom 𝑂
38 caratheodorylem1.s . . . . . . . . . . . 12 𝑆 = (CaraGen‘𝑂)
3938caragenss 47513 . . . . . . . . . . 11 (𝑂 ∈ OutMeas → 𝑆 ⊆ dom 𝑂)
4036, 39syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → 𝑆 ⊆ dom 𝑂)
41 caratheodorylem1.e . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐸:𝑍⟶𝑆)
4241adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → 𝐸:𝑍⟶𝑆)
43 elsni 4601 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ {𝑀} → 𝑛 = 𝑀)
4443adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → 𝑛 = 𝑀)
45 uzid 12980 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
4630, 45syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
47 caratheodorylem1.z . . . . . . . . . . . . . 14 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
4846, 47eleqtrrdi 2872 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑍)
4948adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → 𝑀 ∈ 𝑍)
5044, 49eqeltrd 2861 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → 𝑛 ∈ 𝑍)
5142, 50ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → (𝐸‘𝑛) ∈ 𝑆)
5240, 51sseldd 3932 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑂)
53 elssuni 4899 . . . . . . . . 9 ((𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑂 → (𝐸‘𝑛) ⊆ ∪ dom 𝑂)
5452, 53syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → (𝐸‘𝑛) ⊆ ∪ dom 𝑂)
5536, 37, 54omecl 47512 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ {𝑀}) → (𝑂‘(𝐸‘𝑛)) ∈ (0[,]+∞))
56 eqid 2761 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))
5755, 56fmptd 7114 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))):{𝑀}⟶(0[,]+∞))
5830, 57sge0sn 47388 . . . . 5 (𝜑 → (Σ^‘(𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = ((𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))‘𝑀))
59 eqidd 2762 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))) = (𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))
6032iuneq1d 4979 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖) = ∪ 𝑖 ∈ {𝑀} (𝐸‘𝑖))
61 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 = 𝑀 → (𝐸‘𝑖) = (𝐸‘𝑀))
6261iunxsng 5050 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ 𝑍 → ∪ 𝑖 ∈ {𝑀} (𝐸‘𝑖) = (𝐸‘𝑀))
6348, 62syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∪ 𝑖 ∈ {𝑀} (𝐸‘𝑖) = (𝐸‘𝑀))
64 eqidd 2762 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐸‘𝑀) = (𝐸‘𝑀))
6560, 63, 643eqtrrd 2801 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸‘𝑀) = ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖))
6665adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 = 𝑀) → (𝐸‘𝑀) = ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖))
67 fveq2 6885 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑀 → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑀))
6867adantl 487 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 = 𝑀) → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑀))
69 caratheodorylem1.g . . . . . . . . . 10 𝐺 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑖))
70 oveq2 7428 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑀 → (𝑀...𝑛) = (𝑀...𝑀))
7170iuneq1d 4979 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑀 → ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑖) = ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖))
72 ovex 7453 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀...𝑀) ∈ V
73 fvex 6898 . . . . . . . . . . . 12 (𝐸‘𝑖) ∈ V
7472, 73iunex 7980 . . . . . . . . . . 11 ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖) ∈ V
7574a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖) ∈ V)
7669, 71, 48, 75fvmptd3 7017 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘𝑀) = ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖))
7776adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 = 𝑀) → (𝐺‘𝑀) = ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑀)(𝐸‘𝑖))
7866, 68, 773eqtr4d 2806 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 = 𝑀) → (𝐸‘𝑛) = (𝐺‘𝑀))
7978fveq2d 6889 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 = 𝑀) → (𝑂‘(𝐸‘𝑛)) = (𝑂‘(𝐺‘𝑀)))
80 snidg 4621 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ 𝑍 → 𝑀 ∈ {𝑀})
8148, 80syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ {𝑀})
82 fvexd 6900 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑀)) ∈ V)
8359, 79, 81, 82fvmptd 7001 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑛 ∈ {𝑀} ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))‘𝑀) = (𝑂‘(𝐺‘𝑀)))
8434, 58, 833eqtrrd 2801 . . . 4 (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑀)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
8584a1i 11 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑀)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑀) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
86 simp3 1156 . . . . 5 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ∧ 𝜑) → 𝜑)
87 simp1 1154 . . . . 5 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ∧ 𝜑) → 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁))
88 id 23 . . . . . . 7 ((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
8988imp 412 . . . . . 6 (((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ∧ 𝜑) → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
90893adant1 1148 . . . . 5 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ∧ 𝜑) → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
91 elfzoel1 13791 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
92 elfzoelz 13793 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑖 ∈ ℤ)
9392peano2zd 12806 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝑖 + 1) ∈ ℤ)
9491zred 12803 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑀 ∈ ℝ)
9593zred 12803 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝑖 + 1) ∈ ℝ)
9692zred 12803 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑖 ∈ ℝ)
97 elfzole1 13802 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑀 ≤ 𝑖)
9896ltp1d 12247 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑖 < (𝑖 + 1))
9994, 96, 95, 97, 98lelttrd 11468 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑀 < (𝑖 + 1))
10094, 95, 99ltled 11458 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑀 ≤ (𝑖 + 1))
101 leid 11406 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑖 + 1) ∈ ℝ → (𝑖 + 1) ≤ (𝑖 + 1))
10295, 101syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝑖 + 1) ≤ (𝑖 + 1))
10391, 93, 93, 100, 102elfzd 13647 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝑖 + 1) ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)))
104103adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑖 + 1) ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)))
105 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 = (𝑖 + 1) → (𝐸‘𝑗) = (𝐸‘(𝑖 + 1)))
106105ssiun2s 5007 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑖 + 1) ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) → (𝐸‘(𝑖 + 1)) ⊆ ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗))
107104, 106syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐸‘(𝑖 + 1)) ⊆ ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗))
108 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 = 𝑗 → (𝐸‘𝑖) = (𝐸‘𝑗))
109108cbviunv 4997 . . . . . . . . . . . . . . 15 ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑖) = ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑗)
110109mpteq2i 5201 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ ∪ 𝑖 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑖)) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑗))
11169, 110eqtri 2784 . . . . . . . . . . . . 13 𝐺 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑗))
112 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = (𝑖 + 1) → (𝑀...𝑛) = (𝑀...(𝑖 + 1)))
113112iuneq1d 4979 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = (𝑖 + 1) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑗) = ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗))
11430adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ∈ ℤ)
11592adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑖 ∈ ℤ)
116115peano2zd 12806 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑖 + 1) ∈ ℤ)
117114zred 12803 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ∈ ℝ)
118116zred 12803 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑖 + 1) ∈ ℝ)
119115zred 12803 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑖 ∈ ℝ)
12097adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ≤ 𝑖)
121119ltp1d 12247 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑖 < (𝑖 + 1))
122117, 119, 118, 120, 121lelttrd 11468 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 < (𝑖 + 1))
123117, 118, 122ltled 11458 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ≤ (𝑖 + 1))
124114, 116, 1233jca 1146 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑖 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ (𝑖 + 1)))
125 eluz2 12971 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑖 + 1) ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↔ (𝑀 ∈ ℤ ∧ (𝑖 + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ (𝑖 + 1)))
126124, 125sylibr 237 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑖 + 1) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
12747eqcomi 2770 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℤ≥‘𝑀) = 𝑍
128126, 127eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑖 + 1) ∈ 𝑍)
129 ovex 7453 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀...(𝑖 + 1)) ∈ V
130 fvex 6898 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐸‘𝑗) ∈ V
131129, 130iunex 7980 . . . . . . . . . . . . . 14 ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) ∈ V
132131a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) ∈ V)
133111, 113, 128, 132fvmptd3 7017 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐺‘(𝑖 + 1)) = ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗))
134133eqcomd 2767 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) = (𝐺‘(𝑖 + 1)))
135107, 134sseqtrd 3967 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐸‘(𝑖 + 1)) ⊆ (𝐺‘(𝑖 + 1)))
136 sseqin2 4169 . . . . . . . . . . 11 ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ⊆ (𝐺‘(𝑖 + 1)) ↔ ((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = (𝐸‘(𝑖 + 1)))
137136biimpi 219 . . . . . . . . . 10 ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ⊆ (𝐺‘(𝑖 + 1)) → ((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = (𝐸‘(𝑖 + 1)))
138135, 137syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = (𝐸‘(𝑖 + 1)))
139138fveq2d 6889 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) = (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))))
140 nfcv 2923 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑗(𝐸‘(𝑖 + 1))
141 elfzouz 13798 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
142141adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
143140, 142, 105iunp1 46082 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) = (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ (𝐸‘(𝑖 + 1))))
144133, 143eqtrd 2796 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐺‘(𝑖 + 1)) = (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ (𝐸‘(𝑖 + 1))))
145144difeq1d 4073 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = ((∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ (𝐸‘(𝑖 + 1))) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))
146 caratheodorylem1.dj . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → Disj 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))
147 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑗))
148147cbvdisjv 5081 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Disj 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛) ↔ Disj 𝑗 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑗))
149146, 148sylib 221 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → Disj 𝑗 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑗))
150149adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → Disj 𝑗 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑗))
151 fzssuz 13699 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀...𝑖) ⊆ (ℤ≥‘𝑀)
152151, 127sseqtri 3979 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀...𝑖) ⊆ 𝑍
153152a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑀...𝑖) ⊆ 𝑍)
154 fzp1nel 13745 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ¬ (𝑖 + 1) ∈ (𝑀...𝑖)
155154a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → ¬ (𝑖 + 1) ∈ (𝑀...𝑖))
156155adantl 487 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ¬ (𝑖 + 1) ∈ (𝑀...𝑖))
157128, 156eldifd 3910 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑖 + 1) ∈ (𝑍 ∖ (𝑀...𝑖)))
158150, 153, 157, 105disjiun2 46074 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = ∅)
159 undif4 4420 . . . . . . . . . . . 12 ((∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = ∅ → (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ (𝐸‘(𝑖 + 1))) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))
160158, 159syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ (𝐸‘(𝑖 + 1))) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))
161160eqcomd 2767 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ (𝐸‘(𝑖 + 1))) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1)))))
162 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝜑)
163142, 127eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑖 ∈ 𝑍)
164111a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → 𝐺 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑗)))
165 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ 𝑛 = 𝑖) → 𝑛 = 𝑖)
166165oveq2d 7436 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ 𝑛 = 𝑖) → (𝑀...𝑛) = (𝑀...𝑖))
167166iuneq1d 4979 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ 𝑛 = 𝑖) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑛)(𝐸‘𝑗) = ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗))
168 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → 𝑖 ∈ 𝑍)
169 ovex 7453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑀...𝑖) ∈ V
170169, 130iunex 7980 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∈ V
171170a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∈ V)
172164, 167, 168, 171fvmptd 7001 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑖) = ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗))
173162, 163, 172syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐺‘𝑖) = ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗))
174173eqcomd 2767 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) = (𝐺‘𝑖))
175 difid 4325 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = ∅
176175a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = ∅)
177174, 176uneq12d 4116 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((𝐺‘𝑖) ∪ ∅))
178 un0 4344 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺‘𝑖) ∪ ∅) = (𝐺‘𝑖)
179178a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝐺‘𝑖) ∪ ∅) = (𝐺‘𝑖))
180177, 179eqtrd 2796 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ∪ ((𝐸‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) = (𝐺‘𝑖))
181145, 161, 1803eqtrd 2800 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))) = (𝐺‘𝑖))
182181fveq2d 6889 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) = (𝑂‘(𝐺‘𝑖)))
183139, 182oveq12d 7438 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) +e (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))) = ((𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))) +e (𝑂‘(𝐺‘𝑖))))
1841833adant3 1150 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → ((𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) +e (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))) = ((𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))) +e (𝑂‘(𝐺‘𝑖))))
18535adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑂 ∈ OutMeas)
18641adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝐸:𝑍⟶𝑆)
187186, 128ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐸‘(𝑖 + 1)) ∈ 𝑆)
188 simpll 779 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝜑)
18991adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑀 ∈ ℤ)
190 elfzelz 13656 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) → 𝑗 ∈ ℤ)
191190adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑗 ∈ ℤ)
192 elfzle1 13660 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) → 𝑀 ≤ 𝑗)
193192adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑀 ≤ 𝑗)
194189, 191, 1933jca 1146 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗))
195 eluz2 12971 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↔ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ 𝑗))
196194, 195sylibr 237 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
197196, 127eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑗 ∈ 𝑍)
198197adantll 727 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑗 ∈ 𝑍)
19935, 39syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑆 ⊆ dom 𝑂)
200199adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑆 ⊆ dom 𝑂)
20141ffvelcdmda 7084 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑗) ∈ 𝑆)
202200, 201sseldd 3932 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑗) ∈ dom 𝑂)
203 elssuni 4899 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐸‘𝑗) ∈ dom 𝑂 → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
204202, 203syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
205188, 198, 204syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
206205ralrimiva 3155 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∀𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
207 iunss 5003 . . . . . . . . . . 11 (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂 ↔ ∀𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
208206, 207sylibr 237 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
209133, 208eqsstrd 3965 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐺‘(𝑖 + 1)) ⊆ ∪ dom 𝑂)
210185, 38, 37, 187, 209caragensplit 47509 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) +e (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))) = (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))))
211210eqcomd 2767 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = ((𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) +e (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))))
2122113adant3 1150 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = ((𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∩ (𝐸‘(𝑖 + 1)))) +e (𝑂‘((𝐺‘(𝑖 + 1)) ∖ (𝐸‘(𝑖 + 1))))))
213185adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑂 ∈ OutMeas)
214162adantr 486 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝜑)
215 elfzuz 13652 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
216215, 127eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) → 𝑛 ∈ 𝑍)
217216adantl 487 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → 𝑛 ∈ 𝑍)
21841, 199fssd 6727 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐸:𝑍⟶dom 𝑂)
219218ffvelcdmda 7084 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑂)
220219, 53syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ⊆ ∪ dom 𝑂)
221214, 217, 220syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → (𝐸‘𝑛) ⊆ ∪ dom 𝑂)
222213, 37, 221omecl 47512 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1))) → (𝑂‘(𝐸‘𝑛)) ∈ (0[,]+∞))
223 2fveq3 6890 . . . . . . . . 9 (𝑛 = (𝑖 + 1) → (𝑂‘(𝐸‘𝑛)) = (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))))
224142, 222, 223sge0p1 47423 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = ((Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))))
2252243adant3 1150 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = ((Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))))
226 id 23 . . . . . . . . . 10 ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
227226eqcomd 2767 . . . . . . . . 9 ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = (𝑂‘(𝐺‘𝑖)))
228227oveq1d 7435 . . . . . . . 8 ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) → ((Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))))
2292283ad2ant3 1153 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → ((Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))))
230 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)) → 𝜑)
231152sseli 3927 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (𝑀...𝑖) → 𝑗 ∈ 𝑍)
232231adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)) → 𝑗 ∈ 𝑍)
233230, 232, 204syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)) → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
234233adantlr 728 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)) → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
235234ralrimiva 3155 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
236 iunss 5003 . . . . . . . . . . . . 13 (∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂 ↔ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
237235, 236sylibr 237 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → ∪ 𝑗 ∈ (𝑀...𝑖)(𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ dom 𝑂)
238172, 237eqsstrd 3965 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) → (𝐺‘𝑖) ⊆ ∪ dom 𝑂)
239162, 163, 238syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐺‘𝑖) ⊆ ∪ dom 𝑂)
240185, 37, 239omexrcl 47516 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) ∈ ℝ*)
241107, 208sstrd 3941 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝐸‘(𝑖 + 1)) ⊆ ∪ dom 𝑂)
242185, 37, 241omexrcl 47516 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))) ∈ ℝ*)
243240, 242xaddcomd 46335 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))) +e (𝑂‘(𝐺‘𝑖))))
2442433adant3 1150 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → ((𝑂‘(𝐺‘𝑖)) +e (𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1)))) = ((𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))) +e (𝑂‘(𝐺‘𝑖))))
245225, 229, 2443eqtrd 2800 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))) = ((𝑂‘(𝐸‘(𝑖 + 1))) +e (𝑂‘(𝐺‘𝑖))))
246184, 212, 2453eqtr4d 2806 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
24786, 87, 90, 246syl3anc 1398 . . . 4 ((𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) ∧ (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) ∧ 𝜑) → (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
2482473exp 1137 . . 3 (𝑖 ∈ (𝑀..^𝑁) → ((𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑖)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑖) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))) → (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘(𝑖 + 1))) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...(𝑖 + 1)) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))))
24910, 16, 22, 28, 85, 248fzind2 13923 . 2 (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑁)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛))))))
2503, 4, 249sylc 66 1 (𝜑 → (𝑂‘(𝐺‘𝑁)) = (Σ^‘(𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ (𝑂‘(𝐸‘𝑛)))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584  ∪ cuni 4867  ∪ ciun 4951  Disj wdisj 5070   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203  +∞cpnf 11340   ≤ cle 11344  ℤcz 12693  ℤ≥cuz 12965   +e cxad 13239  [,]cicc 13479  ...cfz 13639  ..^cfzo 13788  Σ^csumge0 47371  OutMeascome 47498  CaraGenccaragen 47500
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-disj 5071  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-xadd 13242  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-sum 15854  df-sumge0 47372  df-ome 47499  df-caragen 47501
This theorem is used by:  caratheodorylem2  47536
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