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 34850
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 34851 and meascnbl 34852. (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 33390 . . 3 (𝜑 → ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐴 = ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵))
54fveq2d 6889 . 2 (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐴) = (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
6 measiuns.3 . . 3 (𝜑 → 𝑀 ∈ (measures‘𝑆))
7 measbase 34830 . . . . . . 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 13846 . . . . . . . . . . 11 (1..^𝑛) ⊆ ℕ
13 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = ℕ) → 𝑁 = ℕ)
1412, 13sseqtrrid 3951 . . . . . . . . . 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 2862 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑁 = (1..^𝐼)) → 𝑛 ∈ (1..^𝐼))
18 elfzouz2 13809 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ (1..^𝐼) → 𝐼 ∈ (ℤ≥‘𝑛))
19 fzoss2 13822 . . . . . . . . . . . 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 3945 . . . . . . . . . 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 3908 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)) → 𝑘 ∈ 𝑁)
2510sbimi 2110 . . . . . . . . 9 ([𝑘 / 𝑛](𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → [𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆)
26 sban 2116 . . . . . . . . . 10 ([𝑘 / 𝑛](𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) ↔ ([𝑘 / 𝑛]𝜑 ∧ [𝑘 / 𝑛]𝑛 ∈ 𝑁))
27 sbv 2124 . . . . . . . . . . 11 ([𝑘 / 𝑛]𝜑 ↔ 𝜑)
28 clelsb1 2887 . . . . . . . . . . 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 3742 . . . . . . . . . 10 ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ [𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆)
32 sbcel1g 4373 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ V → ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 ∈ 𝑆))
3332elv 3455 . . . . . . . . . 10 ([𝑘 / 𝑛]𝐴 ∈ 𝑆 ↔ ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 ∈ 𝑆)
34 nfcv 2922 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑘𝐴
3534, 1, 2cbvcsbw 3856 . . . . . . . . . . . 12 ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 = ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐵
36 csbid 3859 . . . . . . . . . . . 12 ⦋𝑘 / 𝑘⦌𝐵 = 𝐵
3735, 36eqtri 2783 . . . . . . . . . . 11 ⦋𝑘 / 𝑛⦌𝐴 = 𝐵
3837eleq1i 2851 . . . . . . . . . 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 3154 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → ∀𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆)
43 sigaclfu2 34753 . . . . . 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 34767 . . . . 5 ((𝑆 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆)
469, 10, 44, 45syl3anc 1398 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁) → (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆)
4746ralrimiva 3154 . . 3 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵) ∈ 𝑆)
48 eqimss 3966 . . . . . 6 (𝑁 = ℕ → 𝑁 ⊆ ℕ)
49 fzossnn 13846 . . . . . . 7 (1..^𝐼) ⊆ ℕ
50 sseq1 3933 . . . . . . 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 14124 . . . 4 ℕ ≼ ω
55 ssct 9077 . . . 4 ((𝑁 ⊆ ℕ ∧ ℕ ≼ ω) → 𝑁 ≼ ω)
5653, 54, 55sylancl 598 . . 3 (𝜑 → 𝑁 ≼ ω)
571, 2, 3iundisj2cnt 33391 . . 3 (𝜑 → Disj 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵))
58 measvuni 34847 . . 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 1401 . 2 (𝜑 → (𝑀‘∪ 𝑛 ∈ 𝑁 (𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)) = Σ*𝑛 ∈ 𝑁(𝑀‘(𝐴 ∖ ∪ 𝑘 ∈ (1..^𝑛)𝐵)))
605, 59eqtrd 2795 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 1569  [wsb 2098   ∈ wcel 2144  Ⅎwnfc 2907  ∀wral 3076  Vcvv 3450  [wsbc 3738  ⦋csb 3846   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045  ∪ cuni 4866  ∪ ciun 4950  Disj wdisj 5069   class class class wbr 5102  ran crn 5651  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ωcom 7877   ≼ cdom 8971  1c1 11201  ℕcn 12335  ℤ≥cuz 12965  ..^cfzo 13788  Σ*cesum 34659  sigAlgebracsiga 34740  measurescmeas 34828
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 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  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  ax-addf 11279  ax-mulf 11280
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 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  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-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-fi 9403  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-dju 9982  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-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-fac 14418  df-bc 14447  df-hash 14475  df-shft 15220  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-limsup 15638  df-clim 15655  df-rlim 15656  df-sum 15854  df-ef 16233  df-sin 16235  df-cos 16236  df-pi 16238  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-rest 17593  df-topn 17594  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-topgen 17614  df-pt 17615  df-prds 17618  df-ordt 17673  df-xrs 17674  df-qtop 17679  df-imas 17680  df-xps 17682  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-ps 18740  df-tsr 18741  df-plusf 18815  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-abv 21066  df-lmod 21137  df-scaf 21138  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-psmet 21670  df-xmet 21671  df-met 21672  df-bl 21673  df-mopn 21674  df-fbas 21675  df-fg 21676  df-cnfld 21679  df-top 23212  df-topon 23229  df-topsp 23251  df-bases 23264  df-cld 23337  df-ntr 23338  df-cls 23339  df-nei 23416  df-lp 23454  df-perf 23455  df-cn 23545  df-cnp 23546  df-haus 23633  df-tx 23881  df-hmeo 24074  df-fil 24165  df-fm 24257  df-flim 24258  df-flf 24259  df-tmd 24391  df-tgp 24392  df-tsms 24446  df-trg 24479  df-xms 24639  df-ms 24640  df-tms 24641  df-nm 24901  df-ngp 24902  df-nrg 24904  df-nlm 24905  df-ii 25198  df-cncf 25199  df-limc 26186  df-dv 26187  df-log 26884  df-esum 34660  df-siga 34741  df-meas 34829
This theorem is used by:  measiun  34851  meascnbl  34852
  Copyright terms: Public domain W3C validator