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 47956
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 11393 . . . . . 6 -∞ ∈ ℝ*
32a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → -∞ ∈ ℝ*)
4 incsmflem.l . . . . . . . . 9 𝑌 = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅}
5 ssrab2 4008 . . . . . . . . 9 {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅} ⊆ 𝐴
64, 5eqsstri 3959 . . . . . . . 8 𝑌 ⊆ 𝐴
76a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑌 ⊆ 𝐴)
8 incsmflem.a . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
97, 8sstrd 3923 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑌 ⊆ ℝ)
109sselda 3913 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐶 ∈ ℝ)
11 incsmflem.j . . . . 5 𝐽 = (topGen‘ran (,))
12 incsmflem.b . . . . 5 𝐵 = (SalGen‘𝐽)
133, 10, 11, 12iocborel 47571 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → (-∞(,]𝐶) ∈ 𝐵)
141, 13eqeltrid 2868 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝐸 ∈ 𝐵)
15 incsmflem.x . . . . 5 Ⅎ𝑥𝜑
16 nfcv 2926 . . . . . 6 Ⅎ𝑥𝐶
17 nfrab1 3435 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝑅}
184, 17nfcxfr 2924 . . . . . 6 Ⅎ𝑥𝑌
1916, 18nfel 2940 . . . . 5 Ⅎ𝑥 𝐶 ∈ 𝑌
2015, 19nfan 1934 . . . 4 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌)
21 incsmflem.y . . . . 5 Ⅎ𝑦𝜑
22 nfv 1949 . . . . 5 Ⅎ𝑦 𝐶 ∈ 𝑌
2321, 22nfan 1934 . . . 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 47931 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝑌 = (𝐸 ∩ 𝐴))
34 ineq1 4113 . . . 4 (𝑏 = 𝐸 → (𝑏 ∩ 𝐴) = (𝐸 ∩ 𝐴))
3534rspceeqv 3602 . . 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 47566 . . . . . 6 (-∞(,)𝐶) ∈ 𝐵
3937, 38eqeltri 2860 . . . . 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 1934 . . . 4 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌)
44 nfv 1949 . . . . 5 Ⅎ𝑦 ¬ 𝐶 ∈ 𝑌
4521, 44nfan 1934 . . . 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 47933 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑌) → 𝑌 = (𝐷 ∩ 𝐴))
52 ineq1 4113 . . . 4 (𝑏 = 𝐷 → (𝑏 ∩ 𝐴) = (𝐷 ∩ 𝐴))
5352rspceeqv 3602 . . 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 2147  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092   class class class wbr 5106  ran crn 5656  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  supcsup 9459  ℝcr 11226  -∞cmnf 11368  ℝ*cxr 11369   < clt 11370   ≤ cle 11371  (,)cioo 13503  (,]cioc 13504  topGenctg 17637  SalGencsalgen 47527
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-er 8745  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-sup 9461  df-inf 9462  df-card 10047  df-acn 10050  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-ioo 13507  df-ioc 13508  df-fl 13959  df-topgen 17643  df-top 23242  df-bases 23294  df-salg 47524  df-salgen 47528
This theorem is used by:  incsmf  47957
  Copyright terms: Public domain W3C validator