Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  carsgsiga Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem carsgsiga 34303
Description: The Caratheodory measurable sets constructed from outer measures form a Sigma-algebra. Statement (iii) of Theorem 1.11.4 of [Bogachev] p. 42. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-May-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
carsgval.1 (𝜑𝑂𝑉)
carsgval.2 (𝜑𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
carsgsiga.1 (𝜑 → (𝑀‘∅) = 0)
carsgsiga.2 ((𝜑𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀 𝑥) ≤ Σ*𝑦𝑥(𝑀𝑦))
carsgsiga.3 ((𝜑𝑥𝑦𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀𝑥) ≤ (𝑀𝑦))
Assertion
Ref Expression
carsgsiga (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑀   𝑥,𝑂,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝑉(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem carsgsiga
Dummy variable 𝑔 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 carsgval.1 . . . 4 (𝜑𝑂𝑉)
2 carsgval.2 . . . 4 (𝜑𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
31, 2carsgcl 34285 . . 3 (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂)
4 carsgsiga.1 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀‘∅) = 0)
51, 2, 4baselcarsg 34287 . . . 4 (𝜑𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
61adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑂𝑉)
72adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
8 simpr 484 . . . . . 6 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
96, 7, 8difelcarsg 34291 . . . . 5 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → (𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
109ralrimiva 3143 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
111ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑂𝑉)
122ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
134ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → (𝑀‘∅) = 0)
14 carsgsiga.2 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀 𝑥) ≤ Σ*𝑦𝑥(𝑀𝑦))
15143adant1r 1176 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀 𝑥) ≤ Σ*𝑦𝑥(𝑀𝑦))
16153adant1r 1176 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀 𝑥) ≤ Σ*𝑦𝑥(𝑀𝑦))
17 carsgsiga.3 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝑦𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀𝑥) ≤ (𝑀𝑦))
18173adant1r 1176 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑥𝑦𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀𝑥) ≤ (𝑀𝑦))
19183adant1r 1176 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) ∧ 𝑥𝑦𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀𝑥) ≤ (𝑀𝑦))
20 simpr 484 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ≼ ω)
21 elpwi 4611 . . . . . . . 8 (𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀) → 𝑔 ⊆ (toCaraSiga‘𝑀))
2221ad2antlr 727 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ⊆ (toCaraSiga‘𝑀))
2311, 12, 13, 16, 19, 20, 22carsgclctun 34302 . . . . . 6 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
2423ex 412 . . . . 5 ((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) → (𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))
2524ralrimiva 3143 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))
265, 10, 253jca 1127 . . 3 (𝜑 → (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))))
273, 26jca 511 . 2 (𝜑 → ((toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))))
28 fvex 6919 . . 3 (toCaraSiga‘𝑀) ∈ V
29 issiga 34092 . . 3 ((toCaraSiga‘𝑀) ∈ V → ((toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂) ↔ ((toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))))))
3028, 29ax-mp 5 . 2 ((toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂) ↔ ((toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))))
3127, 30sylibr 234 1 (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1536  wcel 2105  wral 3058  Vcvv 3477  cdif 3959  wss 3962  c0 4338  𝒫 cpw 4604   cuni 4911   class class class wbr 5147  wf 6558  cfv 6562  (class class class)co 7430  ωcom 7886  cdom 8981  0cc0 11152  +∞cpnf 11289  cle 11293  [,]cicc 13386  Σ*cesum 34007  sigAlgebracsiga 34088  toCaraSigaccarsg 34282
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-inf2 9678  ax-ac2 10500  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230  ax-addf 11231  ax-mulf 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-iin 4998  df-disj 5115  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-se 5641  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-isom 6571  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7696  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-supp 8184  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8743  df-map 8866  df-pm 8867  df-ixp 8936  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-fsupp 9399  df-fi 9448  df-sup 9479  df-inf 9480  df-oi 9547  df-dju 9938  df-card 9976  df-acn 9979  df-ac 10153  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-5 12329  df-6 12330  df-7 12331  df-8 12332  df-9 12333  df-n0 12524  df-z 12611  df-dec 12731  df-uz 12876  df-q 12988  df-rp 13032  df-xneg 13151  df-xadd 13152  df-xmul 13153  df-ioo 13387  df-ioc 13388  df-ico 13389  df-icc 13390  df-fz 13544  df-fzo 13691  df-fl 13828  df-mod 13906  df-seq 14039  df-exp 14099  df-fac 14309  df-bc 14338  df-hash 14366  df-shft 15102  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-limsup 15503  df-clim 15520  df-rlim 15521  df-sum 15719  df-ef 16099  df-sin 16101  df-cos 16102  df-pi 16104  df-struct 17180  df-sets 17197  df-slot 17215  df-ndx 17227  df-base 17245  df-ress 17274  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-hom 17321  df-cco 17322  df-rest 17468  df-topn 17469  df-0g 17487  df-gsum 17488  df-topgen 17489  df-pt 17490  df-prds 17493  df-ordt 17547  df-xrs 17548  df-qtop 17553  df-imas 17554  df-xps 17556  df-mre 17630  df-mrc 17631  df-acs 17633  df-ps 18623  df-tsr 18624  df-plusf 18664  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-mhm 18808  df-submnd 18809  df-grp 18966  df-minusg 18967  df-sbg 18968  df-mulg 19098  df-subg 19153  df-cntz 19347  df-cmn 19814  df-abl 19815  df-mgp 20152  df-rng 20170  df-ur 20199  df-ring 20252  df-cring 20253  df-subrng 20562  df-subrg 20586  df-abv 20826  df-lmod 20876  df-scaf 20877  df-sra 21189  df-rgmod 21190  df-psmet 21373  df-xmet 21374  df-met 21375  df-bl 21376  df-mopn 21377  df-fbas 21378  df-fg 21379  df-cnfld 21382  df-top 22915  df-topon 22932  df-topsp 22954  df-bases 22968  df-cld 23042  df-ntr 23043  df-cls 23044  df-nei 23121  df-lp 23159  df-perf 23160  df-cn 23250  df-cnp 23251  df-haus 23338  df-tx 23585  df-hmeo 23778  df-fil 23869  df-fm 23961  df-flim 23962  df-flf 23963  df-tmd 24095  df-tgp 24096  df-tsms 24150  df-trg 24183  df-xms 24345  df-ms 24346  df-tms 24347  df-nm 24610  df-ngp 24611  df-nrg 24613  df-nlm 24614  df-ii 24916  df-cncf 24917  df-limc 25915  df-dv 25916  df-log 26612  df-esum 34008  df-siga 34089  df-carsg 34283
This theorem is referenced by:  omsmeas  34304
  Copyright terms: Public domain W3C validator