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 30900
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 30882 . . 3 (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ⊆ 𝒫 𝑂)
4 carsgsiga.1 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀‘∅) = 0)
51, 2, 4baselcarsg 30884 . . . 4 (𝜑𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
61adantr 473 . . . . . 6 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑂𝑉)
72adantr 473 . . . . . 6 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
8 simpr 478 . . . . . 6 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
96, 7, 8difelcarsg 30888 . . . . 5 ((𝜑𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)) → (𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
109ralrimiva 3147 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
111ad2antrr 718 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑂𝑉)
122ad2antrr 718 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
134ad2antrr 718 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → (𝑀‘∅) = 0)
14 carsgsiga.2 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀 𝑥) ≤ Σ*𝑦𝑥(𝑀𝑦))
15143adant1r 1224 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝒫 𝑂) → (𝑀 𝑥) ≤ Σ*𝑦𝑥(𝑀𝑦))
16153adant1r 1224 . . . . . . 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 1224 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑥𝑦𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀𝑥) ≤ (𝑀𝑦))
19183adant1r 1224 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) ∧ 𝑥𝑦𝑦 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀𝑥) ≤ (𝑀𝑦))
20 simpr 478 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ≼ ω)
21 elpwi 4359 . . . . . . . 8 (𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀) → 𝑔 ⊆ (toCaraSiga‘𝑀))
2221ad2antlr 719 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ⊆ (toCaraSiga‘𝑀))
2311, 12, 13, 16, 19, 20, 22carsgclctun 30899 . . . . . 6 (((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) ∧ 𝑔 ≼ ω) → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
2423ex 402 . . . . 5 ((𝜑𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)) → (𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))
2524ralrimiva 3147 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)))
265, 10, 253jca 1159 . . 3 (𝜑 → (𝑂 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀)(𝑂𝑔) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ∧ ∀𝑔 ∈ 𝒫 (toCaraSiga‘𝑀)(𝑔 ≼ ω → 𝑔 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))))
273, 26jca 508 . 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 6424 . . 3 (toCaraSiga‘𝑀) ∈ V
29 issiga 30690 . . 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 226 1 (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) ∈ (sigAlgebra‘𝑂))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 385  w3a 1108   = wceq 1653  wcel 2157  wral 3089  Vcvv 3385  cdif 3766  wss 3769  c0 4115  𝒫 cpw 4349   cuni 4628   class class class wbr 4843  wf 6097  cfv 6101  (class class class)co 6878  ωcom 7299  cdom 8193  0cc0 10224  +∞cpnf 10360  cle 10364  [,]cicc 12427  Σ*cesum 30605  sigAlgebracsiga 30686  toCaraSigaccarsg 30879
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-inf2 8788  ax-ac2 9573  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-pre-sup 10302  ax-addf 10303  ax-mulf 10304
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-fal 1667  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-iin 4713  df-disj 4812  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-se 5272  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-isom 6110  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-of 7131  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-supp 7533  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-2o 7800  df-oadd 7803  df-er 7982  df-map 8097  df-pm 8098  df-ixp 8149  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-fsupp 8518  df-fi 8559  df-sup 8590  df-inf 8591  df-oi 8657  df-card 9051  df-acn 9054  df-ac 9225  df-cda 9278  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-4 11378  df-5 11379  df-6 11380  df-7 11381  df-8 11382  df-9 11383  df-n0 11581  df-z 11667  df-dec 11784  df-uz 11931  df-q 12034  df-rp 12075  df-xneg 12193  df-xadd 12194  df-xmul 12195  df-ioo 12428  df-ioc 12429  df-ico 12430  df-icc 12431  df-fz 12581  df-fzo 12721  df-fl 12848  df-mod 12924  df-seq 13056  df-exp 13115  df-fac 13314  df-bc 13343  df-hash 13371  df-shft 14148  df-cj 14180  df-re 14181  df-im 14182  df-sqrt 14316  df-abs 14317  df-limsup 14543  df-clim 14560  df-rlim 14561  df-sum 14758  df-ef 15134  df-sin 15136  df-cos 15137  df-pi 15139  df-struct 16186  df-ndx 16187  df-slot 16188  df-base 16190  df-sets 16191  df-ress 16192  df-plusg 16280  df-mulr 16281  df-starv 16282  df-sca 16283  df-vsca 16284  df-ip 16285  df-tset 16286  df-ple 16287  df-ds 16289  df-unif 16290  df-hom 16291  df-cco 16292  df-rest 16398  df-topn 16399  df-0g 16417  df-gsum 16418  df-topgen 16419  df-pt 16420  df-prds 16423  df-ordt 16476  df-xrs 16477  df-qtop 16482  df-imas 16483  df-xps 16485  df-mre 16561  df-mrc 16562  df-acs 16564  df-ps 17515  df-tsr 17516  df-plusf 17556  df-mgm 17557  df-sgrp 17599  df-mnd 17610  df-mhm 17650  df-submnd 17651  df-grp 17741  df-minusg 17742  df-sbg 17743  df-mulg 17857  df-subg 17904  df-cntz 18062  df-cmn 18510  df-abl 18511  df-mgp 18806  df-ur 18818  df-ring 18865  df-cring 18866  df-subrg 19096  df-abv 19135  df-lmod 19183  df-scaf 19184  df-sra 19495  df-rgmod 19496  df-psmet 20060  df-xmet 20061  df-met 20062  df-bl 20063  df-mopn 20064  df-fbas 20065  df-fg 20066  df-cnfld 20069  df-top 21027  df-topon 21044  df-topsp 21066  df-bases 21079  df-cld 21152  df-ntr 21153  df-cls 21154  df-nei 21231  df-lp 21269  df-perf 21270  df-cn 21360  df-cnp 21361  df-haus 21448  df-tx 21694  df-hmeo 21887  df-fil 21978  df-fm 22070  df-flim 22071  df-flf 22072  df-tmd 22204  df-tgp 22205  df-tsms 22258  df-trg 22291  df-xms 22453  df-ms 22454  df-tms 22455  df-nm 22715  df-ngp 22716  df-nrg 22718  df-nlm 22719  df-ii 23008  df-cncf 23009  df-limc 23971  df-dv 23972  df-log 24644  df-esum 30606  df-siga 30687  df-carsg 30880
This theorem is referenced by:  omsmeas  30901
  Copyright terms: Public domain W3C validator