Theorem carsgsiga 34954

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	⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ 𝑉)
carsgval.2	⊢ (𝜑 → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
carsgsiga.1	⊢ (𝜑 → (𝑀‘∅) = 0)
carsgsiga.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘∪ 𝑥) ≤ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑀‘𝑦))
carsgsiga.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑥) ≤ (𝑀‘𝑦))

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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		carsgval.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ 𝑉)
2		carsgval.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
3	1, 2	carsgcl 34936	. . 3 ⊢ (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂)
4		carsgsiga.1	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑀‘∅) = 0)
5	1, 2, 4	baselcarsg 34938	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
6	1	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑂 ∈ 𝑉)
7	2	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
8		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
9	6, 7, 8	difelcarsg 34942	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → (𝑂 ∖ 𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
10	9	ralrimiva 3154	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂 ∖ 𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
11	1	ad2antrr 739	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑂 ∈ 𝑉)
12	2	ad2antrr 739	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
13	4	ad2antrr 739	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → (𝑀‘∅) = 0)
14		carsgsiga.2	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘∪ 𝑥) ≤ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑀‘𝑦))
15	14	3adant1r 1196	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘∪ 𝑥) ≤ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑀‘𝑦))
16	15	3adant1r 1196	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘∪ 𝑥) ≤ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑀‘𝑦))
17		carsgsiga.3	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑥) ≤ (𝑀‘𝑦))
18	17	3adant1r 1196	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑥) ≤ (𝑀‘𝑦))
19	18	3adant1r 1196	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑥) ≤ (𝑀‘𝑦))
20		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ≼ ω)
21		elpwi 4563	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀) → 𝑔 ⊆ (toCaraSiga‘𝑀))
22	21	ad2antlr 740	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ⊆ (toCaraSiga‘𝑀))
23	11, 12, 13, 16, 19, 20, 22	carsgclctun 34953	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
24	23	ex 418	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) → (𝑔 ≼ ω → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))
25	24	ralrimiva 3154	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))
26	5, 10, 25	3jca 1146	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂 ∖ 𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))))
27	3, 26	jca 521	. 2 ⊢ (𝜑 → ((toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂 ∖ 𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))))
28		fvex 6898	. . 3 ⊢ (toCaraSiga‘𝑀) ∈ V
29		issiga 34744	. . 3 ⊢ ((toCaraSiga‘𝑀) ∈ V → ((toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂) ↔ ((toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂 ∖ 𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))))))
30	28, 29	ax-mp 5	. 2 ⊢ ((toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂) ↔ ((toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂 ∖ 𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → ∪ 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))))
31	27, 30	sylibr 237	1 ⊢ (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045  ∅c0 4278  𝒫 cpw 4556  ∪ cuni 4866   class class class wbr 5102  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ωcom 7877   ≼ cdom 8971  0cc0 11200  +∞cpnf 11340   ≤ cle 11344  [,]cicc 13479  Σ^*cesum 34659  sigAlgebracsiga 34740  toCaraSigaccarsg 34933

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  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  ax-addf 11279  ax-mulf 11280

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  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-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-dju 9982  df-card 10020  df-acn 10023  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-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-ioo 13480  df-ioc 13481  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-fac 14418  df-bc 14447  df-hash 14475  df-shft 15220  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-limsup 15638  df-clim 15655  df-rlim 15656  df-sum 15854  df-ef 16233  df-sin 16235  df-cos 16236  df-pi 16238  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-rest 17593  df-topn 17594  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-prds 17618  df-ordt 17673  df-xrs 17674  df-qtop 17679  df-imas 17680  df-xps 17682  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-ps 18740  df-tsr 18741  df-plusf 18815  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-abv 21066  df-lmod 21137  df-scaf 21138  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-fbas 21675  df-fg 21676  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339  df-nei 23416  df-lp 23454  df-perf 23455  df-cn 23545  df-cnp 23546  df-haus 23633  df-tx 23881  df-hmeo 24074  df-fil 24165  df-fm 24257  df-flim 24258  df-flf 24259  df-tmd 24391  df-tgp 24392  df-tsms 24446  df-trg 24479  df-xms 24639  df-ms 24640  df-tms 24641  df-nm 24901  df-ngp 24902  df-nrg 24904  df-nlm 24905  df-ii 25198  df-cncf 25199  df-limc 26186  df-dv 26187  df-log 26884  df-esum 34660  df-siga 34741  df-carsg 34934

This theorem is used by:  omsmeas  34955