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Theorem meaiuninc3v 47493
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 47490 and meaiuninc2 47491 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 2761 . . . . . 6 dom 𝑀 = dom 𝑀
7 meaiuninc3v.e . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐸:𝑍⟶dom 𝑀)
87ffvelcdmda 7084 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑀)
95, 6, 8meaxrcl 47470 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ ℝ*)
10 meaiuninc3v.s . . . . 5 𝑆 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
119, 10fmptd 7114 . . . 4 (𝜑 → 𝑆:𝑍⟶ℝ*)
1211adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑆:𝑍⟶ℝ*)
13 nfv 1947 . . . . 5 Ⅎ𝑛𝜑
14 nfcv 2923 . . . . . 6 Ⅎ𝑛ℝ
15 nfra1 3287 . . . . . 6 Ⅎ𝑛∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥
1614, 15nfrexw 3311 . . . . 5 Ⅎ𝑛∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥
1713, 16nfan 1932 . . . 4 Ⅎ𝑛(𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
18 nfcv 2923 . . . 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 47492 . . 3 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥) → 𝑆 ⇝ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
252, 3, 12, 24climxlim2 46855 . 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 6890 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 = 𝑛 → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) = (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
2827breq2d 5115 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑛 → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛))))
2928cbvrexvw 3242 . . . . . . . . . 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 11355 . . . . . . . . . . . 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 11377 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) → (𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ↔ ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
3534rexbidva 3185 . . . . . . . . 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 3184 . . . . . . 7 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥))
38 rexnal 3115 . . . . . . . . . 10 (∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ¬ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
3938ralbii 3109 . . . . . . . . 9 (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ 𝑍 ¬ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ¬ ∀𝑛 ∈ 𝑍 (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ≤ 𝑥)
40 ralnex 3089 . . . . . . . . 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 12984 . . . . . . . . . . . . 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 7084 . . . . . . . . . . . 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 2844 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝑛 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ 𝑍))
5655anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍)))
57 2fveq3 6890 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) = (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
5857eleq1d 2846 . . . . . . . . . . . . . . 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 2022 . . . . . . . . . . . . 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 7084 . . . . . . . . . . . . . . . 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 46435 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑗 ∈ 𝑍 → (ℤ≥‘𝑗) ⊆ 𝑍)
7271adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → (ℤ≥‘𝑗) ⊆ 𝑍)
73 elfzouz 13798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
7473adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
7572, 74sseldd 3932 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
7675adantll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑗..^𝑛)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
77 eleq1w 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛 ∈ 𝑍 ↔ 𝑘 ∈ 𝑍))
7877anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑛 = 𝑘 → ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) ↔ (𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍)))
79 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 = 𝑘 → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑘))
80 fvoveq1 7443 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑛 = 𝑘 → (𝐸‘(𝑛 + 1)) = (𝐸‘(𝑘 + 1)))
8179, 80sseq12d 3964 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2022 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 46101 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝐸‘𝑗) ⊆ (𝐸‘𝑛))
8763, 6, 65, 68, 86meassle 47472 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) ≤ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
88 fvexd 6900 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝑀‘(𝐸‘𝑛)) ∈ V)
8910fvmpt2 7005 . . . . . . . . . . . . . . . 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 5133 . . . . . . . . . . . . 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 13290 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 < (𝑆‘𝑛))
9549, 54, 94xrltled 13279 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → 𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛))
9695ralrimiva 3155 . . . . . . . . 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 3176 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)𝑥 ≤ (𝑆‘𝑛)))
9998ralimdva 3175 . . . . . 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 5204 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (𝑀‘(𝐸‘𝑛)))
10210, 101nfcxfr 2921 . . . . . . 7 Ⅎ𝑛𝑆
103102, 1, 3, 11xlimpnf 46851 . . . . . 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 1947 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥𝜑
107 nfra1 3287 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))
108106, 107nfan 1932 . . . . . 6 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
109 rspa 3252 . . . . . . . 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 1947 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑗𝜑
112 nfcv 2923 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑗ℝ
113 nfre1 3288 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑗∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))
114112, 113nfralw 3310 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑗∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))
115111, 114nfan 1932 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗)))
116 nfv 1947 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑗 𝑥 ∈ ℝ
117115, 116nfan 1932 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) ∧ 𝑥 ∈ ℝ)
118 nfv 1947 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑗 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛))
11931ad3antlr 744 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑥 ∈ ℝ*)
1204, 6dmmeasal 47461 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → dom 𝑀 ∈ SAlg)
1213uzct 46079 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑍 ≼ ω
122121a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑍 ≼ ω)
123120, 122, 8saliuncl 47332 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛) ∈ dom 𝑀)
1244, 6, 123meaxrcl 47470 . . . . . . . . . . . 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 6885 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑗 → (𝐸‘𝑛) = (𝐸‘𝑗))
131130ssiun2s 5007 . . . . . . . . . . . . . . 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 47472 . . . . . . . . . . . . 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 13290 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → 𝑥 < (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
136119, 125, 135xrltled 13279 . . . . . . . . . 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 3270 . . . . . . 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 3262 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑥 < (𝑀‘(𝐸‘𝑗))) → ∀𝑥 ∈ ℝ 𝑥 ≤ (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑍 (𝐸‘𝑛)))
142 xrpnf 46494 . . . . . . 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 5133 . . 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 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  Vcvv 3451   ⊆ wss 3899  ∪ ciun 4951   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ωcom 7877   ≼ cdom 8971  ℝcr 11199  1c1 11201   + caddc 11203  +∞cpnf 11340  ℝ*cxr 11342   < clt 11343   ≤ cle 11344  ℤcz 12693  ℤ≥cuz 12965  ..^cfzo 13788  ~~>*clsxlim 46827  Meascmea 47458
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 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-disj 5071  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-oadd 8480  df-omul 8481  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-acn 10023  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-q 13076  df-rp 13121  df-xneg 13241  df-xadd 13242  df-xmul 13243  df-ioo 13480  df-ioc 13481  df-ico 13482  df-icc 13483  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-rlim 15656  df-sum 15854  df-struct 17325  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-rest 17593  df-topn 17594  df-topgen 17614  df-ordt 17673  df-ps 18740  df-tsr 18741  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-lm 23547  df-xms 24639  df-ms 24640  df-xlim 46828  df-salg 47318  df-sumge0 47372  df-mea 47459
This theorem is used by:  meaiuninc3  47494
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