Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  incsmflem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem incsmflem 47673
Description: A nondecreasing function is Borel measurable. Proposition 121D (c) of [Fremlin1] p. 36 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
incsmflem.x Ⅎ𝑥𝜑
incsmflem.y Ⅎ𝑦𝜑
incsmflem.a (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
incsmflem.f (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ*)
incsmflem.i (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 ≤ 𝑦 → (𝐹‘𝑥) ≤ (𝐹‘𝑦)))
incsmflem.j 𝐽 = (topGen‘ran (,))
incsmflem.b 𝐵 = (SalGen‘𝐽)
incsmflem.r (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ*)
incsmflem.l 𝑌 = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅}
incsmflem.c 𝐶 = sup(𝑌, ℝ*, < )
incsmflem.d 𝐷 = (-∞(,)𝐶)
incsmflem.e 𝐸 = (-∞(,]𝐶)
Assertion
Ref Expression
incsmflem (𝜑 → ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 = (𝑏 ∩ 𝐴))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑏   𝑥,𝐴,𝑦   𝐵,𝑏   𝑥,𝐶,𝑦   𝐷,𝑏   𝑥,𝐷,𝑦   𝐸,𝑏   𝑥,𝐸,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝑌,𝑏   𝑦,𝑌
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦, 𝑏)   𝐵(𝑥, 𝑦)   𝐶(𝑏)   𝑅(𝑏)   𝐹(𝑏)   𝐽(𝑥, 𝑦, 𝑏)   𝑌(𝑥)

Proof of Theorem incsmflem
StepHypRef Expression
1 incsmflem.e . . . 4 𝐸 = (-∞(,]𝐶)
2 mnfxr 11337 . . . . . 6 -∞ ∈ ℝ*
32a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → -∞ ∈ ℝ*)
4 incsmflem.l . . . . . . . . 9 𝑌 = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅}
5 ssrab2 4027 . . . . . . . . 9 {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅} ⊆ 𝐴
64, 5eqsstri 3976 . . . . . . . 8 𝑌 ⊆ 𝐴
76a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑌 ⊆ 𝐴)
8 incsmflem.a . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
97, 8sstrd 3940 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑌 ⊆ ℝ)
109sselda 3930 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐶 ∈ ℝ)
11 incsmflem.j . . . . 5 𝐽 = (topGen‘ran (,))
12 incsmflem.b . . . . 5 𝐵 = (SalGen‘𝐽)
133, 10, 11, 12iocborel 47288 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → (-∞(,]𝐶) ∈ 𝐵)
141, 13eqeltrid 2864 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐸 ∈ 𝐵)
15 incsmflem.x . . . . 5 Ⅎ𝑥𝜑
16 nfcv 2922 . . . . . 6 Ⅎ𝑥𝐶
17 nfrab1 3431 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅}
184, 17nfcxfr 2920 . . . . . 6 Ⅎ𝑥𝑌
1916, 18nfel 2936 . . . . 5 Ⅎ𝑥 𝐶 ∈ 𝑌
2015, 19nfan 1932 . . . 4 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌)
21 incsmflem.y . . . . 5 Ⅎ𝑦𝜑
22 nfv 1947 . . . . 5 Ⅎ𝑦 𝐶 ∈ 𝑌
2321, 22nfan 1932 . . . 4 Ⅎ𝑦(𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌)
248adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐴 ⊆ ℝ)
25 incsmflem.f . . . . 5 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ*)
2625adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐹:𝐴⟶ℝ*)
27 incsmflem.i . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 ≤ 𝑦 → (𝐹‘𝑥) ≤ (𝐹‘𝑦)))
2827adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 ≤ 𝑦 → (𝐹‘𝑥) ≤ (𝐹‘𝑦)))
29 incsmflem.r . . . . 5 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ*)
3029adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝑅 ∈ ℝ*)
31 incsmflem.c . . . 4 𝐶 = sup(𝑌, ℝ*, < )
32 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐶 ∈ 𝑌)
3320, 23, 24, 26, 28, 30, 4, 31, 32, 1pimincfltioc 47648 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝑌 = (𝐸 ∩ 𝐴))
34 ineq1 4158 . . . 4 (𝑏 = 𝐸 → (𝑏 ∩ 𝐴) = (𝐸 ∩ 𝐴))
3534rspceeqv 3598 . . 3 ((𝐸 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 = (𝐸 ∩ 𝐴)) → ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 = (𝑏 ∩ 𝐴))
3614, 33, 35syl2anc 596 . 2 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 = (𝑏 ∩ 𝐴))
37 incsmflem.d . . . . . 6 𝐷 = (-∞(,)𝐶)
3811, 12iooborel 47283 . . . . . 6 (-∞(,)𝐶) ∈ 𝐵
3937, 38eqeltri 2856 . . . . 5 𝐷 ∈ 𝐵
4039a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝐵)
4140adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐷 ∈ 𝐵)
4219nfn 1890 . . . . 5 Ⅎ𝑥 ¬ 𝐶 ∈ 𝑌
4315, 42nfan 1932 . . . 4 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌)
44 nfv 1947 . . . . 5 Ⅎ𝑦 ¬ 𝐶 ∈ 𝑌
4521, 44nfan 1932 . . . 4 Ⅎ𝑦(𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌)
468adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4725adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐹:𝐴⟶ℝ*)
4827adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 ≤ 𝑦 → (𝐹‘𝑥) ≤ (𝐹‘𝑦)))
4929adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝑅 ∈ ℝ*)
50 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → ¬ 𝐶 ∈ 𝑌)
5143, 45, 46, 47, 48, 49, 4, 31, 50, 37pimincfltioo 47650 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝑌 = (𝐷 ∩ 𝐴))
52 ineq1 4158 . . . 4 (𝑏 = 𝐷 → (𝑏 ∩ 𝐴) = (𝐷 ∩ 𝐴))
5352rspceeqv 3598 . . 3 ((𝐷 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 = (𝐷 ∩ 𝐴)) → ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 = (𝑏 ∩ 𝐴))
5441, 51, 53syl2anc 596 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 = (𝑏 ∩ 𝐴))
5536, 54pm2.61dan 825 1 (𝜑 → ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 = (𝑏 ∩ 𝐴))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  Ⅎwnf 1816   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  {crab 3412   ∩ cin 3897   ⊆ wss 3898   class class class wbr 5102  ran crn 5648  ⟶wf 6523  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  supcsup 9410  ℝcr 11170  -∞cmnf 11312  ℝ*cxr 11313   < clt 11314   ≤ cle 11315  (,)cioo 13445  (,]cioc 13446  topGenctg 17569  SalGencsalgen 47244
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-inf2 9620  ax-cnex 11227  ax-resscn 11228  ax-1cn 11229  ax-icn 11230  ax-addcl 11231  ax-addrcl 11232  ax-mulcl 11233  ax-mulrcl 11234  ax-mulcom 11235  ax-addass 11236  ax-mulass 11237  ax-distr 11238  ax-i2m1 11239  ax-1ne0 11240  ax-1rid 11241  ax-rnegex 11242  ax-rrecex 11243  ax-cnre 11244  ax-pre-lttri 11245  ax-pre-lttrn 11246  ax-pre-ltadd 11247  ax-pre-mulgt0 11248  ax-pre-sup 11249
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  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 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-isom 6536  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-er 8695  df-map 8827  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-sup 9412  df-inf 9413  df-card 9991  df-acn 9994  df-pnf 11316  df-mnf 11317  df-xr 11318  df-ltxr 11319  df-le 11320  df-sub 11514  df-neg 11515  df-div 11943  df-nn 12305  df-n0 12576  df-z 12663  df-uz 12935  df-q 13045  df-rp 13090  df-ioo 13449  df-ioc 13450  df-fl 13900  df-topgen 17575  df-top 23173  df-bases 23225  df-salg 47241  df-salgen 47245
This theorem is used by:  incsmf  47674
  Copyright terms: Public domain W3C validator