Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  measiuns Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem measiuns 34917
Description: The measure of the union of a collection of sets, expressed as the sum of a disjoint set. This is used as a lemma for both measiun 34918 and meascnbl 34919. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Jan-2017.) (Proof shortened by Thierry Arnoux, 7-Feb-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
measiuns.0 Ⅎ𝑛𝐵
measiuns.1 (𝑛 = 𝑘 → 𝐴 = 𝐵)
measiuns.2 (𝜑 → (𝑁 = ℕ ∨ 𝑁 = (1..^𝐼)))
measiuns.3 (𝜑 → 𝑀 ∈ (measures‘𝑆))
measiuns.4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → 𝐴 ∈ 𝑆)
Assertion
Ref Expression
measiuns (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐴) = Σ*𝑛 ∈ 𝑁(𝑀‘(𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝑛,𝐼   𝑛,𝑀   𝑘,𝑁,𝑛   𝑆,𝑘,𝑛   𝜑,𝑘,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑛)   𝐵(𝑘, 𝑛)   𝑀(𝑘)

Proof of Theorem measiuns
StepHypRef Expression
1 measiuns.0 . . . 4 Ⅎ𝑛𝐵
2 measiuns.1 . . . 4 (𝑛 = 𝑘 → 𝐴 = 𝐵)
3 measiuns.2 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 = ℕ ∨ 𝑁 = (1..^𝐼)))
41, 2, 3iundisjcnt 33457 . . 3 (𝜑 → ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐴 = ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵))
54fveq2d 6909 . 2 (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐴) = (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
6 measiuns.3 . . 3 (𝜑 → 𝑀 ∈ (measures‘𝑆))
7 measbase 34897 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ (measures‘𝑆) → 𝑆 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
86, 7syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑆 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
98adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → 𝑆 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
10 measiuns.4 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → 𝐴 ∈ 𝑆)
11 simpll 779 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)) → 𝜑)
12 fzossnn 13870 . . . . . . . . . . 11 (1..^𝑛) ⊆ ℕ
13 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = ℕ) → 𝑁 = ℕ)
1412, 13sseqtrrid 3956 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = ℕ) → (1..^𝑛) ⊆ 𝑁)
15 simplr 781 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = (1..^𝐼)) → 𝑛 ∈ 𝑁)
16 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = (1..^𝐼)) → 𝑁 = (1..^𝐼))
1715, 16eleqtrd 2866 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = (1..^𝐼)) → 𝑛 ∈ (1..^𝐼))
18 elfzouz2 13833 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ (1..^𝐼) → 𝐼 ∈ (ℤ≥‘𝑛))
19 fzoss2 13846 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ (ℤ≥‘𝑛) → (1..^𝑛) ⊆ (1..^𝐼))
2017, 18, 193syl 19 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = (1..^𝐼)) → (1..^𝑛) ⊆ (1..^𝐼))
2120, 16sseqtrrd 3950 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = (1..^𝐼)) → (1..^𝑛) ⊆ 𝑁)
223adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → (𝑁 = ℕ ∨ 𝑁 = (1..^𝐼)))
2314, 21, 22mpjaodan 973 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → (1..^𝑛) ⊆ 𝑁)
2423sselda 3913 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)) → 𝑘 ∈ 𝑁)
2510sbimi 2113 . . . . . . . . 9 ([𝑘 / 𝑛](𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → [𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆)
26 sban 2119 . . . . . . . . . 10 ([𝑘 / 𝑛](𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ↔ ([𝑘 / 𝑛]𝜑 ∧ [𝑘 / 𝑛]𝑛 ∈ 𝑁))
27 sbv 2127 . . . . . . . . . . 11 ([𝑘 / 𝑛]𝜑 ↔ 𝜑)
28 clelsb1 2891 . . . . . . . . . . 11 ([𝑘 / 𝑛]𝑛 ∈ 𝑁 ↔ 𝑘 ∈ 𝑁)
2927, 28anbi12i 640 . . . . . . . . . 10 (([𝑘 / 𝑛]𝜑 ∧ [𝑘 / 𝑛]𝑛 ∈ 𝑁) ↔ (𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁))
3026, 29bitri 278 . . . . . . . . 9 ([𝑘 / 𝑛](𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ↔ (𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁))
31 sbsbc 3746 . . . . . . . . . 10 ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ [𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆)
32 sbcel1g 4377 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ V → ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 ∈ 𝑆))
3332elv 3459 . . . . . . . . . 10 ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 ∈ 𝑆)
34 nfcv 2926 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑘𝐴
3534, 1, 2cbvcsbw 3861 . . . . . . . . . . . 12 ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 = ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐵
36 csbid 3864 . . . . . . . . . . . 12 ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐵 = 𝐵
3735, 36eqtri 2786 . . . . . . . . . . 11 ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 = 𝐵
3837eleq1i 2855 . . . . . . . . . 10 (⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 ∈ 𝑆 ↔ 𝐵 ∈ 𝑆)
3931, 33, 383bitri 300 . . . . . . . . 9 ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ 𝐵 ∈ 𝑆)
4025, 30, 393imtr3i 294 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝐵 ∈ 𝑆)
4111, 24, 40syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)) → 𝐵 ∈ 𝑆)
4241ralrimiva 3158 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → ∀𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆)
43 sigaclfu2 34820 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆) → ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆)
449, 42, 43syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆)
45 difelsiga 34834 . . . . 5 ((𝑆 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆)
469, 10, 44, 45syl3anc 1399 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆)
4746ralrimiva 3158 . . 3 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆)
48 eqimss 3971 . . . . . 6 (𝑁 = ℕ → 𝑁 ⊆ ℕ)
49 fzossnn 13870 . . . . . . 7 (1..^𝐼) ⊆ ℕ
50 sseq1 3938 . . . . . . 7 (𝑁 = (1..^𝐼) → (𝑁 ⊆ ℕ ↔ (1..^𝐼) ⊆ ℕ))
5149, 50mpbiri 261 . . . . . 6 (𝑁 = (1..^𝐼) → 𝑁 ⊆ ℕ)
5248, 51jaoi 871 . . . . 5 ((𝑁 = ℕ ∨ 𝑁 = (1..^𝐼)) → 𝑁 ⊆ ℕ)
533, 52syl 18 . . . 4 (𝜑 → 𝑁 ⊆ ℕ)
54 nnct 14148 . . . 4 ℕ ≼ ω
55 ssct 9102 . . . 4 ((𝑁 ⊆ ℕ ∧ ℕ ≼ ω) → 𝑁 ≼ ω)
5653, 54, 55sylancl 598 . . 3 (𝜑 → 𝑁 ≼ ω)
571, 2, 3iundisj2cnt 33458 . . 3 (𝜑 → Disj 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵))
58 measvuni 34914 . . 3 ((𝑀 ∈ (measures‘𝑆) ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆 ∧ (𝑁 ≼ ω ∧ Disj 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵))) → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)) = Σ*𝑛 ∈ 𝑁(𝑀‘(𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
596, 47, 56, 57, 58syl112anc 1402 . 2 (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)) = Σ*𝑛 ∈ 𝑁(𝑀‘(𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
605, 59eqtrd 2798 1 (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐴) = Σ*𝑛 ∈ 𝑁(𝑀‘(𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570  [wsb 2101   ∈ wcel 2147  Ⅎwnfc 2911  ∀wral 3080  Vcvv 3454  [wsbc 3742  ⦋csb 3851   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048  ∪ cuni 4870  ∪ ciun 4954  Disj wdisj 5073   class class class wbr 5106  ran crn 5656  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ωcom 7898   ≼ cdom 8996  1c1 11225  ℕcn 12359  ℤ≥cuz 12989  ..^cfzo 13812  Σ*cesum 34726  sigAlgebracsiga 34807  measurescmeas 34895
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 7772  ax-inf2 9666  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302  ax-addf 11303  ax-mulf 11304
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-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  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 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-of 7714  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-supp 8202  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-er 8742  df-map 8874  df-pm 8875  df-ixp 8951  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-fsupp 9379  df-fi 9427  df-sup 9458  df-inf 9459  df-oi 9528  df-dju 10006  df-card 10044  df-acn 10047  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-q 13100  df-rp 13145  df-xneg 13265  df-xadd 13266  df-xmul 13267  df-ioo 13504  df-ioc 13505  df-ico 13506  df-icc 13507  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-fl 13956  df-mod 14034  df-seq 14169  df-exp 14229  df-fac 14442  df-bc 14471  df-hash 14499  df-shft 15246  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-limsup 15664  df-clim 15681  df-rlim 15682  df-sum 15880  df-ef 16259  df-sin 16261  df-cos 16262  df-pi 16264  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-starv 17469  df-sca 17470  df-vsca 17471  df-ip 17472  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-unif 17477  df-hom 17478  df-cco 17479  df-rest 17619  df-topn 17620  df-0g 17638  df-gsum 17639  df-topgen 17640  df-pt 17641  df-prds 17644  df-ordt 17699  df-xrs 17700  df-qtop 17705  df-imas 17706  df-xps 17708  df-mre 17782  df-mrc 17783  df-acs 17785  df-ps 18766  df-tsr 18767  df-plusf 18841  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-mhm 19004  df-submnd 19005  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-sbg 19175  df-mulg 19304  df-subg 19359  df-cntz 19558  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-ring 20488  df-cring 20489  df-subrng 20825  df-subrg 20849  df-abv 21093  df-lmod 21164  df-scaf 21165  df-sra 21475  df-rgmod 21476  df-psmet 21697  df-xmet 21698  df-met 21699  df-bl 21700  df-mopn 21701  df-fbas 21702  df-fg 21703  df-cnfld 21706  df-top 23239  df-topon 23256  df-topsp 23278  df-bases 23291  df-cld 23364  df-ntr 23365  df-cls 23366  df-nei 23443  df-lp 23481  df-perf 23482  df-cn 23572  df-cnp 23573  df-haus 23660  df-tx 23908  df-hmeo 24101  df-fil 24192  df-fm 24284  df-flim 24285  df-flf 24286  df-tmd 24418  df-tgp 24419  df-tsms 24473  df-trg 24506  df-xms 24666  df-ms 24667  df-tms 24668  df-nm 24928  df-ngp 24929  df-nrg 24931  df-nlm 24932  df-ii 25225  df-cncf 25226  df-limc 26213  df-dv 26214  df-log 26911  df-esum 34727  df-siga 34808  df-meas 34896
This theorem is used by:  measiun  34918  meascnbl  34919
  Copyright terms: Public domain W3C validator