MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  i1f1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem i1f1 24882
Description: Base case simple functions are indicator functions of measurable sets. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jun-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
i1f1.1 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 1, 0))
Assertion
Ref Expression
i1f1 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → 𝐹 ∈ dom ∫1)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem i1f1
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 i1f1.1 . . . . . 6 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if(𝑥𝐴, 1, 0))
21i1f1lem 24881 . . . . 5 (𝐹:ℝ⟶{0, 1} ∧ (𝐴 ∈ dom vol → (𝐹 “ {1}) = 𝐴))
32simpli 483 . . . 4 𝐹:ℝ⟶{0, 1}
4 0re 11005 . . . . 5 0 ∈ ℝ
5 1re 11003 . . . . 5 1 ∈ ℝ
6 prssi 4757 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → {0, 1} ⊆ ℝ)
74, 5, 6mp2an 688 . . . 4 {0, 1} ⊆ ℝ
8 fss 6635 . . . 4 ((𝐹:ℝ⟶{0, 1} ∧ {0, 1} ⊆ ℝ) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
93, 7, 8mp2an 688 . . 3 𝐹:ℝ⟶ℝ
109a1i 11 . 2 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
11 prfi 9117 . . 3 {0, 1} ∈ Fin
12 1ex 10999 . . . . . . . 8 1 ∈ V
1312prid2 4702 . . . . . . 7 1 ∈ {0, 1}
14 c0ex 10997 . . . . . . . 8 0 ∈ V
1514prid1 4701 . . . . . . 7 0 ∈ {0, 1}
1613, 15ifcli 4509 . . . . . 6 if(𝑥𝐴, 1, 0) ∈ {0, 1}
1716a1i 11 . . . . 5 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑥𝐴, 1, 0) ∈ {0, 1})
1817, 1fmptd 7008 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → 𝐹:ℝ⟶{0, 1})
19 frn 6625 . . . 4 (𝐹:ℝ⟶{0, 1} → ran 𝐹 ⊆ {0, 1})
2018, 19syl 17 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → ran 𝐹 ⊆ {0, 1})
21 ssfi 8981 . . 3 (({0, 1} ∈ Fin ∧ ran 𝐹 ⊆ {0, 1}) → ran 𝐹 ∈ Fin)
2211, 20, 21sylancr 586 . 2 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → ran 𝐹 ∈ Fin)
233, 19ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ran 𝐹 ⊆ {0, 1}
24 df-pr 4567 . . . . . . . . . . . 12 {0, 1} = ({0} ∪ {1})
2524equncomi 4092 . . . . . . . . . . 11 {0, 1} = ({1} ∪ {0})
2623, 25sseqtri 3959 . . . . . . . . . 10 ran 𝐹 ⊆ ({1} ∪ {0})
27 ssdif 4077 . . . . . . . . . 10 (ran 𝐹 ⊆ ({1} ∪ {0}) → (ran 𝐹 ∖ {0}) ⊆ (({1} ∪ {0}) ∖ {0}))
2826, 27ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (ran 𝐹 ∖ {0}) ⊆ (({1} ∪ {0}) ∖ {0})
29 difun2 4417 . . . . . . . . . 10 (({1} ∪ {0}) ∖ {0}) = ({1} ∖ {0})
30 difss 4069 . . . . . . . . . 10 ({1} ∖ {0}) ⊆ {1}
3129, 30eqsstri 3957 . . . . . . . . 9 (({1} ∪ {0}) ∖ {0}) ⊆ {1}
3228, 31sstri 3932 . . . . . . . 8 (ran 𝐹 ∖ {0}) ⊆ {1}
3332sseli 3919 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) → 𝑦 ∈ {1})
34 elsni 4581 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ {1} → 𝑦 = 1)
3533, 34syl 17 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) → 𝑦 = 1)
3635sneqd 4576 . . . . 5 (𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) → {𝑦} = {1})
3736imaeq2d 5970 . . . 4 (𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0}) → (𝐹 “ {𝑦}) = (𝐹 “ {1}))
382simpri 485 . . . . 5 (𝐴 ∈ dom vol → (𝐹 “ {1}) = 𝐴)
3938adantr 480 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → (𝐹 “ {1}) = 𝐴)
4037, 39sylan9eqr 2795 . . 3 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝐹 “ {𝑦}) = 𝐴)
41 simpll 763 . . 3 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → 𝐴 ∈ dom vol)
4240, 41eqeltrd 2834 . 2 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (𝐹 “ {𝑦}) ∈ dom vol)
4340fveq2d 6796 . . 3 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑦})) = (vol‘𝐴))
44 simplr 765 . . 3 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (vol‘𝐴) ∈ ℝ)
4543, 44eqeltrd 2834 . 2 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ (ran 𝐹 ∖ {0})) → (vol‘(𝐹 “ {𝑦})) ∈ ℝ)
4610, 22, 42, 45i1fd 24873 1 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (vol‘𝐴) ∈ ℝ) → 𝐹 ∈ dom ∫1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wcel 2101  cdif 3886  cun 3887  wss 3889  ifcif 4462  {csn 4564  {cpr 4566  cmpt 5160  ccnv 5590  dom cdm 5591  ran crn 5592  cima 5594  wf 6443  cfv 6447  Fincfn 8753  cr 10898  0cc0 10899  1c1 10900  volcvol 24655  1citg1 24807
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2103  ax-9 2111  ax-10 2132  ax-11 2149  ax-12 2166  ax-ext 2704  ax-rep 5212  ax-sep 5226  ax-nul 5233  ax-pow 5291  ax-pr 5355  ax-un 7608  ax-inf2 9427  ax-cnex 10955  ax-resscn 10956  ax-1cn 10957  ax-icn 10958  ax-addcl 10959  ax-addrcl 10960  ax-mulcl 10961  ax-mulrcl 10962  ax-mulcom 10963  ax-addass 10964  ax-mulass 10965  ax-distr 10966  ax-i2m1 10967  ax-1ne0 10968  ax-1rid 10969  ax-rnegex 10970  ax-rrecex 10971  ax-cnre 10972  ax-pre-lttri 10973  ax-pre-lttrn 10974  ax-pre-ltadd 10975  ax-pre-mulgt0 10976  ax-pre-sup 10977
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2063  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2884  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3222  df-reu 3223  df-rab 3224  df-v 3436  df-sbc 3719  df-csb 3835  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3908  df-nul 4260  df-if 4463  df-pw 4538  df-sn 4565  df-pr 4567  df-op 4571  df-uni 4842  df-int 4883  df-iun 4929  df-br 5078  df-opab 5140  df-mpt 5161  df-tr 5195  df-id 5491  df-eprel 5497  df-po 5505  df-so 5506  df-fr 5546  df-se 5547  df-we 5548  df-xp 5597  df-rel 5598  df-cnv 5599  df-co 5600  df-dm 5601  df-rn 5602  df-res 5603  df-ima 5604  df-pred 6206  df-ord 6273  df-on 6274  df-lim 6275  df-suc 6276  df-iota 6399  df-fun 6449  df-fn 6450  df-f 6451  df-f1 6452  df-fo 6453  df-f1o 6454  df-fv 6455  df-isom 6456  df-riota 7252  df-ov 7298  df-oprab 7299  df-mpo 7300  df-of 7553  df-om 7733  df-1st 7851  df-2nd 7852  df-frecs 8117  df-wrecs 8148  df-recs 8222  df-rdg 8261  df-1o 8317  df-2o 8318  df-er 8518  df-map 8637  df-pm 8638  df-en 8754  df-dom 8755  df-sdom 8756  df-fin 8757  df-sup 9229  df-inf 9230  df-oi 9297  df-dju 9687  df-card 9725  df-pnf 11039  df-mnf 11040  df-xr 11041  df-ltxr 11042  df-le 11043  df-sub 11235  df-neg 11236  df-div 11661  df-nn 12002  df-2 12064  df-3 12065  df-n0 12262  df-z 12348  df-uz 12611  df-q 12717  df-rp 12759  df-xadd 12877  df-ioo 13111  df-ico 13113  df-icc 13114  df-fz 13268  df-fzo 13411  df-fl 13540  df-seq 13750  df-exp 13811  df-hash 14073  df-cj 14838  df-re 14839  df-im 14840  df-sqrt 14974  df-abs 14975  df-clim 15225  df-sum 15426  df-xmet 20618  df-met 20619  df-ovol 24656  df-vol 24657  df-mbf 24811  df-itg1 24812
This theorem is referenced by:  itg11  24883  itg2const  24933  itg2addnclem  35856
  Copyright terms: Public domain W3C validator