Theorem elcarsg 33769

Description: Property of being a Caratheodory measurable set. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
carsgval.1	⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ 𝑉)
carsgval.2	⊢ (𝜑 → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))

Assertion

Ref	Expression
elcarsg	⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))))

Distinct variable groups:   𝑒,𝑀   𝑒,𝑂   𝜑,𝑒   𝐴,𝑒

Allowed substitution hint:   𝑉(𝑒)

Proof of Theorem elcarsg

Dummy variable 𝑎 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	carsgval 33767	. . 3 ⊢ (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒)})
4	3	eleq2d 2818	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ 𝐴 ∈ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒)}))
5		ineq2 4206	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑒 ∩ 𝑎) = (𝑒 ∩ 𝐴))
6	5	fveq2d 6895	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)))
7		difeq2 4116	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑒 ∖ 𝑎) = (𝑒 ∖ 𝐴))
8	7	fveq2d 6895	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎)) = (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))
9	6, 8	oveq12d 7430	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → ((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = ((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
10	9	eqeq1d 2733	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒) ↔ ((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒)))
11	10	ralbidv 3176	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒) ↔ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒)))
12	11	elrab 3683	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒)} ↔ (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒)))
13		elex 3492	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 → 𝐴 ∈ V)
14	13	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 → 𝐴 ∈ V))
15	1	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑂) → 𝑂 ∈ 𝑉)
16		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑂) → 𝐴 ⊆ 𝑂)
17	15, 16	ssexd 5324	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑂) → 𝐴 ∈ V)
18	17	ex 412	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ⊆ 𝑂 → 𝐴 ∈ V))
19		elpwg 4605	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ V → (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑂))
20	19	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ V → (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑂)))
21	14, 18, 20	pm5.21ndd 379	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑂))
22	21	anbi1d 629	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒)) ↔ (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))))
23	12, 22	bitrid 283	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒)} ↔ (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))))
24	4, 23	bitrd 279	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  ∀wral 3060  {crab 3431  Vcvv 3473   ∖ cdif 3945   ∩ cin 3947   ⊆ wss 3948  𝒫 cpw 4602  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7412  0cc0 11116  +∞cpnf 11252   +_𝑒 cxad 13097  [,]cicc 13334  toCaraSigaccarsg 33765

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-ov 7415  df-carsg 33766

This theorem is referenced by:  baselcarsg  33770  0elcarsg  33771  difelcarsg  33774  inelcarsg  33775  carsgclctunlem1  33781  carsgclctunlem2  33783  carsgclctun  33785