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Theorem meaiuninc3v 47639
Description: Measures are continuous from below: if 𝐸 is a sequence of nondecreasing measurable sets (with bounded measure) then the measure of the union is the limit of the measures. This is the general case of Proposition 112C (e) of [Fremlin1] p. 16 . This theorem generalizes meaiuninc 47636 and meaiuninc2 47637 where the sequence is required to be bounded. (Contributed by Glauco Siliprandi, 13-Feb-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
meaiuninc3v.m (𝜑 → 𝑀 ∈ Meas)
meaiuninc3v.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
meaiuninc3v.z 𝑍 = (ℤ≥‘𝑁)
meaiuninc3v.e (𝜑 → 𝐸:𝑍⟶dom 𝑀)
meaiuninc3v.i ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ⊆ (𝐸‘(𝑛 + 1)))
meaiuninc3v.s 𝑆 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
Assertion
Ref Expression
meaiuninc3v (𝜑 → 𝑆~~>*(𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
Distinct variable groups:   𝑛,𝐸   𝑛,𝑀   𝑛,𝑍   𝜑,𝑛
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑛)   𝑁(𝑛)

Proof of Theorem meaiuninc3v
Dummy variables 𝑗 𝑘 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 meaiuninc3v.n . . . 4 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
21adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑁 ∈ ℤ)
3 meaiuninc3v.z . . 3 𝑍 = (ℤ≥‘𝑁)
4 meaiuninc3v.m . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑀 ∈ Meas)
54adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝑀 ∈ Meas)
6 eqid 2763 . . . . . 6 dom 𝑀 = dom 𝑀
7 meaiuninc3v.e . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐸:𝑍⟶dom 𝑀)
87ffvelcdmda 7095 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑀)
95, 6, 8meaxrcl 47616 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ*)
10 meaiuninc3v.s . . . . 5 𝑆 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
119, 10fmptd 7125 . . . 4 (𝜑 → 𝑆:𝑍⟶ℝ*)
1211adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑆:𝑍⟶ℝ*)
13 nfv 1948 . . . . 5 Ⅎ𝑛𝜑
14 nfcv 2926 . . . . . 6 Ⅎ𝑛ℝ
15 nfra1 3290 . . . . . 6 Ⅎ𝑛∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥
1614, 15nfrexw 3314 . . . . 5 Ⅎ𝑛∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥
1713, 16nfan 1933 . . . 4 Ⅎ𝑛(𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
18 nfcv 2926 . . . 4 Ⅎ𝑛𝐸
194adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑀 ∈ Meas)
207adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝐸:𝑍⟶dom 𝑀)
21 meaiuninc3v.i . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ⊆ (𝐸‘(𝑛 + 1)))
2221adantlr 728 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ⊆ (𝐸‘(𝑛 + 1)))
23 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
2417, 18, 19, 2, 3, 20, 22, 23, 10meaiunincf 47638 . . 3 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑆 ⇝ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
252, 3, 12, 24climxlim2 47001 . 2 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑆~~>*(𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
26 simpr 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
27 2fveq3 6901 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑛 → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) = (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
2827breq2d 5118 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑛 → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛))))
2928cbvrexvw 3245 . . . . . . . . . 10 (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
3029a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛))))
31 rexr 11368 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ*)
3231ad2antlr 740 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → 𝑥 ∈ ℝ*)
339adantlr 728 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ*)
3432, 33xrltnled 11390 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ↔ ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
3534rexbidva 3188 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑛 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
3630, 35bitrd 282 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
3736ralbidva 3187 . . . . . . 7 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
38 rexnal 3118 . . . . . . . . . 10 (∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ¬ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
3938ralbii 3112 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ¬ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
40 ralnex 3092 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ ℝ ¬ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
4139, 40bitri 278 . . . . . . . 8 (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
4241a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
4337, 42bitrd 282 . . . . . 6 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
4443adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
4526, 44mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
46 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
4745, 46syldan 603 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
48 simp-4r 796 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 ∈ ℝ)
4948, 31syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 ∈ ℝ*)
50 simp-4l 795 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝜑)
513uztrn2 12997 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑛 ∈ 𝑍)
5251ad4ant24 767 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑛 ∈ 𝑍)
5311ffvelcdmda 7095 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑆‘𝑛) ∈ ℝ*)
5450, 52, 53syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑆‘𝑛) ∈ ℝ*)
55 eleq1w 2847 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝑛 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ 𝑍))
5655anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍)))
57 2fveq3 6901 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) = (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
5857eleq1d 2849 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝑗 → ((𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ* ↔ (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ∈ ℝ*))
5956, 58imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝑗 → (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ*) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ∈ ℝ*)))
6059, 9chvarvv 2023 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ∈ ℝ*)
6160ad5ant13 769 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ∈ ℝ*)
62 simplr 781 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
6343ad2ant1 1151 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑀 ∈ Meas)
647ffvelcdmda 7095 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑗) ∈ dom 𝑀)
65643adant3 1150 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝐸‘𝑗) ∈ dom 𝑀)
66 simp1 1154 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝜑)
67513adant1 1148 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑛 ∈ 𝑍)
6866, 67, 8syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑀)
69 simp3 1156 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
70 simpll 779 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝜑)
713uzssd3 46581 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ 𝑍 → (ℤ≥‘𝑗) ⊆ 𝑍)
7271adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → (ℤ≥‘𝑗) ⊆ 𝑍)
73 elfzouz 13811 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
7473adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
7572, 74sseldd 3914 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
7675adantll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
77 eleq1w 2847 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛 ∈ 𝑍 ↔ 𝑘 ∈ 𝑍))
7877anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 = 𝑘 → ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ↔ (𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍)))
79 fveq2 6896 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 = 𝑘 → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑘))
80 fvoveq1 7453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 = 𝑘 → (𝐸‘(𝑛 + 1)) = (𝐸‘(𝑘 + 1)))
8179, 80sseq12d 3946 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 = 𝑘 → ((𝐸‘𝑛) ⊆ (𝐸‘(𝑛 + 1)) ↔ (𝐸‘𝑘) ⊆ (𝐸‘(𝑘 + 1))))
8278, 81imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑛 = 𝑘 → (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ⊆ (𝐸‘(𝑛 + 1))) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑘) ⊆ (𝐸‘(𝑘 + 1)))))
8382, 21chvarvv 2023 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑘) ⊆ (𝐸‘(𝑘 + 1)))
8470, 76, 83syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → (𝐸‘𝑘) ⊆ (𝐸‘(𝑘 + 1)))
85843adantl3 1187 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → (𝐸‘𝑘) ⊆ (𝐸‘(𝑘 + 1)))
8669, 85ssinc 46247 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝐸‘𝑗) ⊆ (𝐸‘𝑛))
8763, 6, 65, 68, 86meassle 47618 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ≤ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
88 fvexd 6911 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ V)
8910fvmpt2 7016 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ V) → (𝑆‘𝑛) = (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
9051, 88, 89syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑆‘𝑛) = (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
91903adant1 1148 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑆‘𝑛) = (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
9287, 91breqtrrd 5136 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ≤ (𝑆‘𝑛))
9392ad5ant135 1394 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ≤ (𝑆‘𝑛))
9449, 61, 54, 62, 93xrltletrd 13303 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 < (𝑆‘𝑛))
9549, 54, 94xrltled 13292 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛))
9695ralrimiva 3158 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛))
9796ex 418 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛)))
9897reximdva 3179 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛)))
9998ralimdva 3178 . . . . . 6 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛)))
10099imp 412 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛))
101 nfmpt1 5207 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
10210, 101nfcxfr 2924 . . . . . . 7 Ⅎ𝑛𝑆
103102, 1, 3, 11xlimpnf 46997 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑆~~>*+∞ ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛)))
104103adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → (𝑆~~>*+∞ ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛)))
105100, 104mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑆~~>*+∞)
106 nfv 1948 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥𝜑
107 nfra1 3290 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))
108106, 107nfan 1933 . . . . . 6 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
109 rspa 3255 . . . . . . . 8 ((∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
110109adantll 727 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
111 nfv 1948 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑗𝜑
112 nfcv 2926 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑗ℝ
113 nfre1 3291 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑗∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))
114112, 113nfralw 3313 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑗∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))
115111, 114nfan 1933 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
116 nfv 1948 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑗 𝑥 ∈ ℝ
117115, 116nfan 1933 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ)
118 nfv 1948 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑗 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))
11931ad3antlr 744 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑥 ∈ ℝ*)
1204, 6dmmeasal 47607 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → dom 𝑀 ∈ SAlg)
1213uzct 46225 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑍 ≼ ω
122121a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑍 ≼ ω)
123120, 122, 8saliuncl 47478 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑀)
1244, 6, 123meaxrcl 47616 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ*)
125124ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ*)
12660ad4ant13 764 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ∈ ℝ*)
127 simpr 490 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
1284adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑀 ∈ Meas)
129123adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑀)
130 fveq2 6896 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑗))
131130ssiun2s 5010 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))
132131adantl 487 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑗) ⊆ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))
133128, 6, 64, 129, 132meassle 47618 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
134133ad4ant13 764 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
135119, 126, 125, 127, 134xrltletrd 13303 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑥 < (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
136119, 125, 135xrltled 13292 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
137136exp31 425 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))))
138137adantlr 728 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))))
139117, 118, 138rexlimd 3273 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))))
140110, 139mpd 16 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
141108, 140ralrimia 3265 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → ∀𝑥 ∈ ℝ 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
142 xrpnf 46640 . . . . . . 7 ((𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ* → ((𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) = +∞ ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))))
143124, 142syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) = +∞ ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))))
144143adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → ((𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) = +∞ ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))))
145141, 144mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)) = +∞)
146105, 145breqtrrd 5136 . . 3 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑆~~>*(𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
14747, 146syldan 603 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑆~~>*(𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
14825, 147pm2.61dan 825 1 (𝜑 → 𝑆~~>*(𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  ∪ ciun 4954   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  dom cdm 5655  ⟶wf 6543  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430  ωcom 7887   ≼ cdom 8985  ℝcr 11212  1c1 11214   + caddc 11216  +∞cpnf 11353  ℝ*cxr 11355   < clt 11356   ≤ cle 11357  ℤcz 12706  ℤ≥cuz 12978  ..^cfzo 13801  ~~>*clsxlim 46973  Meascmea 47604
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-inf2 9655  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290  ax-pre-sup 11291
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  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-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-disj 5074  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 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-isom 6556  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8490  df-2o 8491  df-oadd 8494  df-omul 8495  df-er 8731  df-map 8863  df-pm 8864  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-fin 8991  df-fi 9416  df-sup 9447  df-inf 9448  df-oi 9517  df-card 10033  df-acn 10036  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-div 11987  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-4 12420  df-5 12421  df-6 12422  df-7 12423  df-8 12424  df-9 12425  df-n0 12620  df-z 12707  df-dec 12828  df-uz 12979  df-q 13089  df-rp 13134  df-xneg 13254  df-xadd 13255  df-xmul 13256  df-ioo 13493  df-ioc 13494  df-ico 13495  df-icc 13496  df-fz 13653  df-fzo 13802  df-fl 13945  df-seq 14158  df-exp 14218  df-hash 14488  df-cj 15281  df-re 15282  df-im 15283  df-sqrt 15417  df-abs 15418  df-clim 15670  df-rlim 15671  df-sum 15869  df-struct 17340  df-slot 17375  df-ndx 17387  df-base 17403  df-plusg 17456  df-mulr 17457  df-starv 17458  df-tset 17462  df-ple 17463  df-ds 17465  df-unif 17466  df-rest 17608  df-topn 17609  df-topgen 17629  df-ordt 17688  df-ps 18755  df-tsr 18756  df-psmet 21685  df-xmet 21686  df-met 21687  df-bl 21688  df-mopn 21689  df-cnfld 21694  df-top 23227  df-topon 23244  df-topsp 23266  df-bases 23279  df-lm 23562  df-xms 24654  df-ms 24655  df-xlim 46974  df-salg 47464  df-sumge0 47518  df-mea 47605
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