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

Theorem mbfsup 26040
Description: The supremum of a sequence of measurable, real-valued functions is measurable. Note that in this and related theorems, 𝐵(𝑛, 𝑥) is a function of both 𝑛 and 𝑥, since it is an 𝑛-indexed sequence of functions on 𝑥. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Aug-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
mbfsup.1 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
mbfsup.2 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ))
mbfsup.3 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
mbfsup.4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
mbfsup.5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝐵 ∈ ℝ)
mbfsup.6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 𝐵 ≤ 𝑦)
Assertion
Ref Expression
mbfsup (𝜑 → 𝐺 ∈ MblFn)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝑦,𝐴   𝑦,𝐵   𝜑,𝑛,𝑥,𝑦   𝑛,𝑍,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥, 𝑛)   𝐺(𝑥, 𝑦, 𝑛)   𝑀(𝑥, 𝑦, 𝑛)

Proof of Theorem mbfsup
Dummy variables 𝑚 𝑧 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mbfsup.5 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)) → 𝐵 ∈ ℝ)
21anassrs 473 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
32an32s 665 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
43fmpttd 7147 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵):𝑍⟶ℝ)
54frnd 6748 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⊆ ℝ)
6 mbfsup.3 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
7 uzid 13020 . . . . . . . . . 10 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
86, 7syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
9 mbfsup.1 . . . . . . . . 9 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
108, 9eleqtrrdi 2875 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑍)
1110adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑀 ∈ 𝑍)
12 eqid 2763 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)
1312, 3dmmptd 6714 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → dom (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) = 𝑍)
1411, 13eleqtrrd 2867 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑀 ∈ dom (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵))
1514ne0d 4291 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → dom (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅)
16 dm0rn0 5918 . . . . . 6 (dom (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) = ∅ ↔ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) = ∅)
1716necon3bii 3011 . . . . 5 (dom (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅ ↔ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅)
1815, 17sylib 221 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅)
19 mbfsup.6 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 𝐵 ≤ 𝑦)
204ffnd 6740 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) Fn 𝑍)
21 breq1 5111 . . . . . . . . 9 (𝑧 = ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) → (𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦))
2221ralrn 7120 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) Fn 𝑍 → (∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦))
2320, 22syl 18 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦))
24 nffvmpt1 6927 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚)
25 nfcv 2926 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛 ≤
26 nfcv 2926 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛𝑦
2724, 25, 26nfbr 5158 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦
28 nfv 1949 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑚((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ≤ 𝑦
29 fveq2 6916 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) = ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛))
3029breq1d 5118 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑛 → (((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦 ↔ ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ≤ 𝑦))
3127, 28, 30cbvralw 3308 . . . . . . . 8 (∀𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ≤ 𝑦)
32 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝑛 ∈ 𝑍)
3312fvmpt2 7036 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) = 𝐵)
3432, 3, 33syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) = 𝐵)
3534breq1d 5118 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ≤ 𝑦 ↔ 𝐵 ≤ 𝑦))
3635ralbidva 3187 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑛 ∈ 𝑍 𝐵 ≤ 𝑦))
3731, 36bitrid 286 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑚 ∈ 𝑍 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑛 ∈ 𝑍 𝐵 ≤ 𝑦))
3823, 37bitrd 282 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑛 ∈ 𝑍 𝐵 ≤ 𝑦))
3938rexbidv 3190 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 𝐵 ≤ 𝑦))
4019, 39mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦)
415, 18, 40suprcld 12320 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ) ∈ ℝ)
42 mbfsup.2 . . 3 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ))
4341, 42fmptd 7146 . 2 (𝜑 → 𝐺:𝐴⟶ℝ)
44 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝐴)
45 ltso 11429 . . . . . . . . . . . . . 14 < Or ℝ
4645supex 9493 . . . . . . . . . . . . 13 sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ) ∈ V
4742fvmpt2 7036 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ) ∈ V) → (𝐺‘𝑥) = sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ))
4844, 46, 47sylancl 598 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑥) = sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ))
4948breq2d 5120 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ 𝑡 < sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < )))
505, 18, 403jca 1146 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⊆ ℝ ∧ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅ ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦))
5150adantlr 728 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⊆ ℝ ∧ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅ ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦))
52 simplr 781 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑡 ∈ ℝ)
53 suprlub 12321 . . . . . . . . . . . 12 (((ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ⊆ ℝ ∧ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) ≠ ∅ ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦) ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑡 < sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ) ↔ ∃𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑡 < 𝑧))
5451, 52, 53syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑡 < sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ) ↔ ∃𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑡 < 𝑧))
5520adantlr 728 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) Fn 𝑍)
56 breq2 5112 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) → (𝑡 < 𝑧 ↔ 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚)))
5756rexrn 7119 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵) Fn 𝑍 → (∃𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑡 < 𝑧 ↔ ∃𝑚 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚)))
5855, 57syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑡 < 𝑧 ↔ ∃𝑚 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚)))
59 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . . . . 15 Ⅎ𝑛𝑡
60 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . . . . 15 Ⅎ𝑛 <
6159, 60, 24nfbr 5158 . . . . . . . . . . . . . 14 Ⅎ𝑛 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚)
62 nfv 1949 . . . . . . . . . . . . . 14 Ⅎ𝑚 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛)
6329breq2d 5120 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑚 = 𝑛 → (𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ↔ 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛)))
6461, 62, 63cbvrexw 3309 . . . . . . . . . . . . 13 (∃𝑚 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛))
6512fvmpt2i 7035 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ 𝑍 → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) = ( I ‘𝐵))
66 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
6766fvmpt2i 7035 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 ∈ 𝐴 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = ( I ‘𝐵))
6867adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = ( I ‘𝐵))
6968eqcomd 2769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ( I ‘𝐵) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥))
7065, 69sylan9eqr 2820 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥))
7170breq2d 5120 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ↔ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
7271rexbidva 3188 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
7372adantlr 728 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
7464, 73bitrid 286 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑚 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)‘𝑚) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
7558, 74bitrd 282 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∃𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵)𝑡 < 𝑧 ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
7649, 54, 753bitrd 308 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
7776ralrimiva 3158 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)))
78 nfv 1949 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑧(𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥))
79 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑥𝑡
80 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑥 <
81 nfmpt1 5210 . . . . . . . . . . . . . 14 Ⅎ𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ sup(ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ 𝐵), ℝ, < ))
8242, 81nfcxfr 2924 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑥𝐺
83 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑥𝑧
8482, 83nffv 6926 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑥(𝐺‘𝑧)
8579, 80, 84nfbr 5158 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑥 𝑡 < (𝐺‘𝑧)
86 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑥𝑍
87 nffvmpt1 6927 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑥((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)
8879, 80, 87nfbr 5158 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑥 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)
8986, 88nfrexw 3314 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑥∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)
9085, 89nfbi 1938 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑥(𝑡 < (𝐺‘𝑧) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))
91 fveq2 6916 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑧 → (𝐺‘𝑥) = (𝐺‘𝑧))
9291breq2d 5120 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ 𝑡 < (𝐺‘𝑧)))
93 fveq2 6916 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))
9493breq2d 5120 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑧 → (𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) ↔ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
9594rexbidv 3190 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
9692, 95bibi12d 348 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)) ↔ (𝑡 < (𝐺‘𝑧) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))))
9778, 90, 96cbvralw 3308 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝑡 < (𝐺‘𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐴 (𝑡 < (𝐺‘𝑧) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
9877, 97sylib 221 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → ∀𝑧 ∈ 𝐴 (𝑡 < (𝐺‘𝑧) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
9998r19.21bi 3258 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑡 < (𝐺‘𝑧) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
10043adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 𝐺:𝐴⟶ℝ)
101100ffvelcdmda 7116 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑧) ∈ ℝ)
102 rexr 11394 . . . . . . . . . 10 (𝑡 ∈ ℝ → 𝑡 ∈ ℝ*)
103102ad2antlr 740 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝑡 ∈ ℝ*)
104 elioopnf 13614 . . . . . . . . 9 (𝑡 ∈ ℝ* → ((𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ ((𝐺‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < (𝐺‘𝑧))))
105103, 104syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ ((𝐺‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < (𝐺‘𝑧))))
106101, 105mpbirand 720 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ 𝑡 < (𝐺‘𝑧)))
107103adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝑡 ∈ ℝ*)
108 elioopnf 13614 . . . . . . . . . 10 (𝑡 ∈ ℝ* → (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))))
109107, 108syl 18 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))))
1102fmpttd 7147 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵):𝐴⟶ℝ)
111110ffvelcdmda 7116 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ ℝ)
112111biantrurd 542 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ↔ (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))))
113112an32s 665 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ↔ (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))))
114113adantllr 732 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ↔ (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧))))
115109, 114bitr4d 285 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
116115rexbidva 3188 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (∃𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑡 < ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)))
11799, 106, 1163bitr4d 314 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞)))
118117pm5.32da 590 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ (𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
11943ffnd 6740 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐺 Fn 𝐴)
120119adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 𝐺 Fn 𝐴)
121 elpreima 7088 . . . . . 6 (𝐺 Fn 𝐴 → (𝑧 ∈ (◡𝐺 “ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ (𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
122120, 121syl 18 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑧 ∈ (◡𝐺 “ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ (𝐺‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
123 eliun 4960 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑧 ∈ (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)))
124110ffnd 6740 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) Fn 𝐴)
125 elpreima 7088 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) Fn 𝐴 → (𝑧 ∈ (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
126124, 125syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑧 ∈ (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
127126rexbidva 3188 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑧 ∈ (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
128127adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑧 ∈ (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
129 r19.42v 3198 . . . . . . 7 (∃𝑛 ∈ 𝑍 (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞)))
130128, 129bitrdi 290 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑧 ∈ (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
131123, 130bitrid 286 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑧 ∈ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) ∈ (𝑡(,)+∞))))
132118, 122, 1313bitr4d 314 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑧 ∈ (◡𝐺 “ (𝑡(,)+∞)) ↔ 𝑧 ∈ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞))))
133132eqrdv 2761 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (◡𝐺 “ (𝑡(,)+∞)) = ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)))
134 zex 12742 . . . . . . 7 ℤ ∈ V
135 uzssz 13026 . . . . . . 7 (ℤ≥‘𝑀) ⊆ ℤ
136 ssdomg 9065 . . . . . . 7 (ℤ ∈ V → ((ℤ≥‘𝑀) ⊆ ℤ → (ℤ≥‘𝑀) ≼ ℤ))
137134, 135, 136mp2 9 . . . . . 6 (ℤ≥‘𝑀) ≼ ℤ
1389, 137eqbrtri 5132 . . . . 5 𝑍 ≼ ℤ
139 znnen 16424 . . . . 5 ℤ ≈ ℕ
140 domentr 9078 . . . . 5 ((𝑍 ≼ ℤ ∧ ℤ ≈ ℕ) → 𝑍 ≼ ℕ)
141138, 139, 140mp2an 705 . . . 4 𝑍 ≼ ℕ
142 mbfsup.4 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn)
143 mbfima 26006 . . . . . . 7 (((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ MblFn ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵):𝐴⟶ℝ) → (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
144142, 110, 143syl2anc 596 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
145144ralrimiva 3158 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
146145adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → ∀𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
147 iunmbl2 25933 . . . 4 ((𝑍 ≼ ℕ ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol) → ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
148141, 146, 147sylancr 599 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (◡(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
149133, 148eqeltrd 2864 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (◡𝐺 “ (𝑡(,)+∞)) ∈ dom vol)
15043, 149ismbf3d 26030 1 (𝜑 → 𝐺 ∈ MblFn)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  ∪ ciun 4956   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192   I cid 5552  ◡ccnv 5657  dom cdm 5658  ran crn 5659   “ cima 5661   Fn wfn 6561  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ≈ cen 9008   ≼ cdom 9009  supcsup 9469  ℝcr 11238  +∞cpnf 11379  ℝ*cxr 11381   < clt 11382   ≤ cle 11383  ℕcn 12375  ℤcz 12733  ℤ≥cuz 13005  (,)cioo 13516  volcvol 25839  MblFncmbf 25990
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 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cc 10552  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317
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 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-disj 5076  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-oadd 8518  df-omul 8519  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-dju 10019  df-card 10057  df-acn 10060  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xadd 13282  df-ioo 13520  df-ioc 13521  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-seq 14185  df-exp 14245  df-hash 14516  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-xmet 21722  df-met 21723  df-ovol 25840  df-vol 25841  df-mbf 25995
This theorem is used by:  mbfinf  26041  mbflimsup  26042
  Copyright terms: Public domain W3C validator