Theorem elcarsg 34704

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 34702	. . 3 ⊢ (𝜑 → (toCaraSiga‘𝑀) = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒)})
4	3	eleq2d 2848	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ 𝐴 ∈ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒)}))
5		ineq2 4166	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑒 ∩ 𝑎) = (𝑒 ∩ 𝐴))
6	5	fveq2d 6885	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)))
7		difeq2 4074	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (𝑒 ∖ 𝑎) = (𝑒 ∖ 𝐴))
8	7	fveq2d 6885	. . . . . . 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 2764	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝐴 → (((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝑎)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝑎))) = (𝑀‘𝑒) ↔ ((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒)))
11	10	ralbidv 3187	. . . 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 3649	. . 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 3475	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 → 𝐴 ∈ V)
14	13	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 → 𝐴 ∈ V))
15	1	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑂) → 𝑂 ∈ 𝑉)
16		simpr 489	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑂) → 𝐴 ⊆ 𝑂)
17	15, 16	ssexd 5294	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ⊆ 𝑂) → 𝐴 ∈ V)
18	17	ex 417	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ⊆ 𝑂 → 𝐴 ∈ V))
19		elpwg 4564	. . . . . 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 382	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 ↔ 𝐴 ⊆ 𝑂))
22	21	anbi1d 642	. . 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 286	. 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 282	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1569   ∈ wcel 2142  ∀wral 3078  {crab 3415  Vcvv 3454   ∖ cdif 3901   ∩ cin 3903   ⊆ wss 3904  𝒫 cpw 4561  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412  0cc0 11106  +∞cpnf 11246   +_𝑒 cxad 13141  [,]cicc 13381  toCaraSigaccarsg 34700

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5555  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7415  df-carsg 34701

This theorem is used by:  baselcarsg  34705  0elcarsg  34706  difelcarsg  34709  inelcarsg  34710  carsgclctunlem1  34716  carsgclctunlem2  34718  carsgclctun  34720