Theorem dstfrvunirn 34769

Description: The limit of all preimage maps by the "less than or equal to" relation is the universe. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Feb-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
dstfrv.1	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
dstfrv.2	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (rRndVar‘𝑃))

Assertion

Ref	Expression
dstfrvunirn	⊢ (𝜑 → ∪ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛)) = ∪ dom 𝑃)

Distinct variable groups:   𝑃,𝑛   𝑛,𝑋   𝜑,𝑛

Proof of Theorem dstfrvunirn

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1red 11182	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → 1 ∈ ℝ)
2		dstfrv.1	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
3		dstfrv.2	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (rRndVar‘𝑃))
4	2, 3	rrvvf 34738	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑋:∪ dom 𝑃⟶ℝ)
5	4	ffvelcdmda 7065	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → (𝑋‘𝑥) ∈ ℝ)
6	1, 5	ifcld 4527	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) ∈ ℝ)
7		breq2 5104	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 = if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) → (1 ≤ 1 ↔ 1 ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))))
8		breq2 5104	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋‘𝑥) = if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) → (1 ≤ (𝑋‘𝑥) ↔ 1 ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))))
9		1le1 11815	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ≤ 1
10	9	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ (𝑋‘𝑥) < 1) → 1 ≤ 1)
11	1, 5	lenltd 11329	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → (1 ≤ (𝑋‘𝑥) ↔ ¬ (𝑋‘𝑥) < 1))
12	11	biimpar 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ ¬ (𝑋‘𝑥) < 1) → 1 ≤ (𝑋‘𝑥))
13	7, 8, 10, 12	ifbothda 4519	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → 1 ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)))
14		flge1nn 13831	. . . . . . . . 9 ⊢ ((if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) ∈ ℝ ∧ 1 ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) → (⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) ∈ ℕ)
15	6, 13, 14	syl2anc 593	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → (⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) ∈ ℕ)
16	15	peano2nnd 12227	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1) ∈ ℕ)
17	2	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → 𝑃 ∈ Prob)
18	3	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → 𝑋 ∈ (rRndVar‘𝑃))
19	16	nnred 12225	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1) ∈ ℝ)
20		simpr 488	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃)
21		breq2 5104	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 = if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) → ((𝑋‘𝑥) ≤ 1 ↔ (𝑋‘𝑥) ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))))
22		breq2 5104	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋‘𝑥) = if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) → ((𝑋‘𝑥) ≤ (𝑋‘𝑥) ↔ (𝑋‘𝑥) ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))))
23	5	adantr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ (𝑋‘𝑥) < 1) → (𝑋‘𝑥) ∈ ℝ)
24		1red 11182	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ (𝑋‘𝑥) < 1) → 1 ∈ ℝ)
25		simpr 488	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ (𝑋‘𝑥) < 1) → (𝑋‘𝑥) < 1)
26	23, 24, 25	ltled 11331	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ (𝑋‘𝑥) < 1) → (𝑋‘𝑥) ≤ 1)
27	5	leidd 11753	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → (𝑋‘𝑥) ≤ (𝑋‘𝑥))
28	27	adantr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) ∧ ¬ (𝑋‘𝑥) < 1) → (𝑋‘𝑥) ≤ (𝑋‘𝑥))
29	21, 22, 26, 28	ifbothda 4519	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → (𝑋‘𝑥) ≤ if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)))
30		fllep1 13811	. . . . . . . . . 10 ⊢ (if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) ∈ ℝ → if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1))
31	6, 30	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥)) ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1))
32	5, 6, 19, 29, 31	letrd 11340	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → (𝑋‘𝑥) ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1))
33	17, 18, 19, 20, 32	dstfrvel 34768	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1)))
34		oveq2 7404	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1) → (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) = (𝑋∘RV/𝑐 ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1)))
35	34	eleq2d 2848	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1) → (𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ↔ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1))))
36	35	rspcev 3581	. . . . . . 7 ⊢ ((((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1) ∈ ℕ ∧ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ ((⌊‘if((𝑋‘𝑥) < 1, 1, (𝑋‘𝑥))) + 1))) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛))
37	16, 33, 36	syl2anc 593	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛))
38	37	ex 416	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛)))
39	2	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑃 ∈ Prob)
40	3	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ (rRndVar‘𝑃))
41		simpr 488	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
42	41	nnred 12225	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ)
43	39, 40, 42	orvclteel 34767	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ∈ dom 𝑃)
44		elunii 4870	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ∧ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ∈ dom 𝑃) → 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃)
45	44	expcom 417	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ∈ dom 𝑃 → (𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) → 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃))
46	43, 45	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) → 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃))
47	46	rexlimdva 3163	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) → 𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃))
48	38, 47	impbid 214	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛)))
49		eliun 4953	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛))
50	48, 49	bitr4di 291	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ∪ dom 𝑃 ↔ 𝑥 ∈ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛)))
51	50	eqrdv 2760	. 2 ⊢ (𝜑 → ∪ dom 𝑃 = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛))
52		ovex 7429	. . 3 ⊢ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) ∈ V
53	52	dfiun3 5946	. 2 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛) = ∪ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛))
54	51, 53	eqtr2di 2814	1 ⊢ (𝜑 → ∪ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑋∘RV/𝑐 ≤ 𝑛)) = ∪ dom 𝑃)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1560   ∈ wcel 2142  ∃wrex 3086  ifcif 4480  ∪ cuni 4865  ∪ ciun 4949   class class class wbr 5100   ↦ cmpt 5181  dom cdm 5647  ran crn 5648  ‘cfv 6521  (class class class)co 7396  ℝcr 11072  1c1 11074   + caddc 11076   < clt 11216   ≤ cle 11217  ℕcn 12210  ⌊cfl 13800  Probcprb 34701  rRndVarcrrv 34734  ∘_RV/𝑐corvc 34750

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-inf2 9596  ax-ac2 10420  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150  ax-pre-sup 11151

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-iun 4951  df-iin 4952  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-isom 6530  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8678  df-map 8810  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-sup 9388  df-inf 9389  df-oi 9458  df-dju 9859  df-card 9897  df-acn 9900  df-ac 10072  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-div 11845  df-nn 12211  df-n0 12482  df-z 12569  df-uz 12840  df-q 12950  df-ioo 13353  df-ioc 13354  df-fl 13802  df-topgen 17472  df-top 22951  df-bases 23003  df-cld 23076  df-esum 34322  df-siga 34403  df-sigagen 34433  df-brsiga 34476  df-meas 34490  df-mbfm 34544  df-prob 34702  df-rrv 34735  df-orvc 34751

This theorem is referenced by:  dstfrvclim1  34772