MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iunmbl2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iunmbl2 25605
Description: The measurable sets are closed under countable union. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
iunmbl2 ((𝐴 ≼ ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
Distinct variable group:   𝐴,𝑛
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑛)

Proof of Theorem iunmbl2
Dummy variables 𝑓 𝑘 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 brdom2 9020 . . 3 (𝐴 ≼ ℕ ↔ (𝐴 ≺ ℕ ∨ 𝐴 ≈ ℕ))
2 nnenom 14017 . . . . . 6 ℕ ≈ ω
3 sdomentr 9149 . . . . . 6 ((𝐴 ≺ ℕ ∧ ℕ ≈ ω) → 𝐴 ≺ ω)
42, 3mpan2 691 . . . . 5 (𝐴 ≺ ℕ → 𝐴 ≺ ω)
5 isfinite 9689 . . . . . 6 (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝐴 ≺ ω)
6 finiunmbl 25592 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
76ex 412 . . . . . 6 (𝐴 ∈ Fin → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
85, 7sylbir 235 . . . . 5 (𝐴 ≺ ω → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
94, 8syl 17 . . . 4 (𝐴 ≺ ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
10 bren 8993 . . . . 5 (𝐴 ≈ ℕ ↔ ∃𝑓 𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ)
11 nfv 1911 . . . . . . . . . . . . 13 𝑛 𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ
12 nfcv 2902 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑛
13 nfcsb1v 3932 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑛(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵
1413nfcri 2894 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑛 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵
1512, 14nfrexw 3310 . . . . . . . . . . . . 13 𝑛𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵
16 f1of 6848 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → 𝑓:𝐴⟶ℕ)
1716ffvelcdmda 7103 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴) → (𝑓𝑛) ∈ ℕ)
18173adant3 1131 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → (𝑓𝑛) ∈ ℕ)
19 simp3 1137 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
20 f1ocnvfv1 7295 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴) → (𝑓‘(𝑓𝑛)) = 𝑛)
21203adant3 1131 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → (𝑓‘(𝑓𝑛)) = 𝑛)
2221eqcomd 2740 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝑛 = (𝑓‘(𝑓𝑛)))
23 csbeq1a 3921 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) → 𝐵 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝐵 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
2519, 24eleqtrd 2840 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝑥(𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
26 fveq2 6906 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = (𝑓𝑛) → (𝑓𝑘) = (𝑓‘(𝑓𝑛)))
2726csbeq1d 3911 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 = (𝑓𝑛) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
2827eleq2d 2824 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 = (𝑓𝑛) → (𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵𝑥(𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵))
2928rspcev 3621 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓𝑛) ∈ ℕ ∧ 𝑥(𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
3018, 25, 29syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
31303exp 1118 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (𝑛𝐴 → (𝑥𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)))
3211, 15, 31rexlimd 3263 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∃𝑛𝐴 𝑥𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
33 f1ocnvdm 7304 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) ∈ 𝐴)
34 csbeq1a 3921 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 = (𝑓𝑘) → 𝐵 = (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
3534eleq2d 2824 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = (𝑓𝑘) → (𝑥𝐵𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
3614, 35rspce 3610 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓𝑘) ∈ 𝐴𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵) → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵)
3736ex 412 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓𝑘) ∈ 𝐴 → (𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵))
3833, 37syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵))
3938rexlimdva 3152 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵))
4032, 39impbid 212 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∃𝑛𝐴 𝑥𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
41 eliun 4999 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 𝑛𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵)
42 eliun 4999 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
4340, 41, 423bitr4g 314 . . . . . . . . . 10 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (𝑥 𝑛𝐴 𝐵𝑥 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
4443eqrdv 2732 . . . . . . . . 9 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → 𝑛𝐴 𝐵 = 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
4544adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 = 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
46 rspcsbela 4443 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓𝑘) ∈ 𝐴 ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
4733, 46sylan 580 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
4847an32s 652 . . . . . . . . . 10 (((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
4948ralrimiva 3143 . . . . . . . . 9 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
50 iunmbl 25601 . . . . . . . . 9 (∀𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol → 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
5149, 50syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
5245, 51eqeltrd 2838 . . . . . . 7 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
5352ex 412 . . . . . 6 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
5453exlimiv 1927 . . . . 5 (∃𝑓 𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
5510, 54sylbi 217 . . . 4 (𝐴 ≈ ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
569, 55jaoi 857 . . 3 ((𝐴 ≺ ℕ ∨ 𝐴 ≈ ℕ) → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
571, 56sylbi 217 . 2 (𝐴 ≼ ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
5857imp 406 1 ((𝐴 ≼ ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1536  wex 1775  wcel 2105  wral 3058  wrex 3067  csb 3907   ciun 4995   class class class wbr 5147  ccnv 5687  dom cdm 5688  1-1-ontowf1o 6561  cfv 6562  ωcom 7886  cen 8980  cdom 8981  csdm 8982  Fincfn 8983  cn 12263  volcvol 25511
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-inf2 9678  ax-cc 10472  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-disj 5115  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-se 5641  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-isom 6571  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7696  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8743  df-map 8866  df-pm 8867  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-sup 9479  df-inf 9480  df-oi 9547  df-dju 9938  df-card 9976  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-n0 12524  df-z 12611  df-uz 12876  df-q 12988  df-rp 13032  df-xadd 13152  df-ioo 13387  df-ico 13389  df-icc 13390  df-fz 13544  df-fzo 13691  df-fl 13828  df-seq 14039  df-exp 14099  df-hash 14366  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-clim 15520  df-rlim 15521  df-sum 15719  df-xmet 21374  df-met 21375  df-ovol 25512  df-vol 25513
This theorem is referenced by:  opnmblALT  25651  mbfimaopnlem  25703  mbfaddlem  25708  mbfsup  25712  dmvlsiga  34109
  Copyright terms: Public domain W3C validator