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

Theorem measunl 32588
Description: A measure is sub-additive with respect to union. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Oct-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
measunl.1 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†))
measunl.2 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑆)
measunl.3 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ 𝑆)
Assertion
Ref Expression
measunl (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆͺ 𝐡)) ≀ ((π‘€β€˜π΄) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))

Proof of Theorem measunl
StepHypRef Expression
1 undif1 4433 . . . 4 ((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ 𝐡) = (𝐴 βˆͺ 𝐡)
21fveq2i 6840 . . 3 (π‘€β€˜((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ 𝐡)) = (π‘€β€˜(𝐴 βˆͺ 𝐡))
3 measunl.1 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†))
4 measbase 32569 . . . . . 6 (𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) β†’ 𝑆 ∈ βˆͺ ran sigAlgebra)
53, 4syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ βˆͺ ran sigAlgebra)
6 measunl.2 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑆)
7 measunl.3 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ 𝑆)
8 difelsiga 32505 . . . . 5 ((𝑆 ∈ βˆͺ ran sigAlgebra ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐡 ∈ 𝑆) β†’ (𝐴 βˆ– 𝐡) ∈ 𝑆)
95, 6, 7, 8syl3anc 1371 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐴 βˆ– 𝐡) ∈ 𝑆)
10 disjdifr 4430 . . . . 5 ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ 𝐡) = βˆ…
1110a1i 11 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ 𝐡) = βˆ…)
12 measun 32583 . . . 4 ((𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) ∧ ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∈ 𝑆 ∧ 𝐡 ∈ 𝑆) ∧ ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ 𝐡) = βˆ…) β†’ (π‘€β€˜((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ 𝐡)) = ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))
133, 9, 7, 11, 12syl121anc 1375 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ 𝐡)) = ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))
142, 13eqtr3id 2791 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆͺ 𝐡)) = ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))
15 iccssxr 13275 . . . 4 (0[,]+∞) βŠ† ℝ*
16 measvxrge0 32577 . . . . 5 ((𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) ∧ (𝐴 βˆ– 𝐡) ∈ 𝑆) β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ∈ (0[,]+∞))
173, 9, 16syl2anc 584 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ∈ (0[,]+∞))
1815, 17sselid 3940 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ∈ ℝ*)
19 measvxrge0 32577 . . . . 5 ((𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) ∧ 𝐴 ∈ 𝑆) β†’ (π‘€β€˜π΄) ∈ (0[,]+∞))
203, 6, 19syl2anc 584 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜π΄) ∈ (0[,]+∞))
2115, 20sselid 3940 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜π΄) ∈ ℝ*)
22 measvxrge0 32577 . . . . 5 ((𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) ∧ 𝐡 ∈ 𝑆) β†’ (π‘€β€˜π΅) ∈ (0[,]+∞))
233, 7, 22syl2anc 584 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜π΅) ∈ (0[,]+∞))
2415, 23sselid 3940 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜π΅) ∈ ℝ*)
25 inelsiga 32507 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ βˆͺ ran sigAlgebra ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐡 ∈ 𝑆) β†’ (𝐴 ∩ 𝐡) ∈ 𝑆)
265, 6, 7, 25syl3anc 1371 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐴 ∩ 𝐡) ∈ 𝑆)
27 measvxrge0 32577 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) ∧ (𝐴 ∩ 𝐡) ∈ 𝑆) β†’ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ (0[,]+∞))
283, 26, 27syl2anc 584 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ (0[,]+∞))
29 elxrge0 13302 . . . . . . 7 ((π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ ℝ* ∧ 0 ≀ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡))))
3028, 29sylib 217 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ ℝ* ∧ 0 ≀ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡))))
3130simprd 496 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 0 ≀ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)))
3215, 28sselid 3940 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ ℝ*)
33 xraddge02 31455 . . . . . 6 (((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ∈ ℝ* ∧ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) ∈ ℝ*) β†’ (0 ≀ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ≀ ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)))))
3418, 32, 33syl2anc 584 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (0 ≀ (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)) β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ≀ ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡)))))
3531, 34mpd 15 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ≀ ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡))))
36 uncom 4111 . . . . . . 7 ((𝐴 ∩ 𝐡) βˆͺ (𝐴 βˆ– 𝐡)) = ((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ (𝐴 ∩ 𝐡))
37 inundif 4436 . . . . . . 7 ((𝐴 ∩ 𝐡) βˆͺ (𝐴 βˆ– 𝐡)) = 𝐴
3836, 37eqtr3i 2767 . . . . . 6 ((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ (𝐴 ∩ 𝐡)) = 𝐴
3938fveq2i 6840 . . . . 5 (π‘€β€˜((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ (𝐴 ∩ 𝐡))) = (π‘€β€˜π΄)
40 incom 4159 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∩ 𝐡) ∩ (𝐴 βˆ– 𝐡)) = ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ (𝐴 ∩ 𝐡))
41 inindif 31240 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∩ 𝐡) ∩ (𝐴 βˆ– 𝐡)) = βˆ…
4240, 41eqtr3i 2767 . . . . . . 7 ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ (𝐴 ∩ 𝐡)) = βˆ…
4342a1i 11 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ (𝐴 ∩ 𝐡)) = βˆ…)
44 measun 32583 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ (measuresβ€˜π‘†) ∧ ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∈ 𝑆 ∧ (𝐴 ∩ 𝐡) ∈ 𝑆) ∧ ((𝐴 βˆ– 𝐡) ∩ (𝐴 ∩ 𝐡)) = βˆ…) β†’ (π‘€β€˜((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ (𝐴 ∩ 𝐡))) = ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡))))
453, 9, 26, 43, 44syl121anc 1375 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜((𝐴 βˆ– 𝐡) βˆͺ (𝐴 ∩ 𝐡))) = ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡))))
4639, 45eqtr3id 2791 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜π΄) = ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜(𝐴 ∩ 𝐡))))
4735, 46breqtrrd 5131 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ≀ (π‘€β€˜π΄))
48 xleadd1a 13100 . . 3 ((((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ∈ ℝ* ∧ (π‘€β€˜π΄) ∈ ℝ* ∧ (π‘€β€˜π΅) ∈ ℝ*) ∧ (π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) ≀ (π‘€β€˜π΄)) β†’ ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)) ≀ ((π‘€β€˜π΄) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))
4918, 21, 24, 47, 48syl31anc 1373 . 2 (πœ‘ β†’ ((π‘€β€˜(𝐴 βˆ– 𝐡)) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)) ≀ ((π‘€β€˜π΄) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))
5014, 49eqbrtrd 5125 1 (πœ‘ β†’ (π‘€β€˜(𝐴 βˆͺ 𝐡)) ≀ ((π‘€β€˜π΄) +𝑒 (π‘€β€˜π΅)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   βˆ– cdif 3905   βˆͺ cun 3906   ∩ cin 3907  βˆ…c0 4280  βˆͺ cuni 4863   class class class wbr 5103  ran crn 5631  β€˜cfv 6491  (class class class)co 7349  0cc0 10984  +∞cpnf 11119  β„*cxr 11121   ≀ cle 11123   +𝑒 cxad 12959  [,]cicc 13195  sigAlgebracsiga 32480  measurescmeas 32567
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2708  ax-rep 5240  ax-sep 5254  ax-nul 5261  ax-pow 5318  ax-pr 5382  ax-un 7662  ax-inf2 9510  ax-ac2 10332  ax-cnex 11040  ax-resscn 11041  ax-1cn 11042  ax-icn 11043  ax-addcl 11044  ax-addrcl 11045  ax-mulcl 11046  ax-mulrcl 11047  ax-mulcom 11048  ax-addass 11049  ax-mulass 11050  ax-distr 11051  ax-i2m1 11052  ax-1ne0 11053  ax-1rid 11054  ax-rnegex 11055  ax-rrecex 11056  ax-cnre 11057  ax-pre-lttri 11058  ax-pre-lttrn 11059  ax-pre-ltadd 11060  ax-pre-mulgt0 11061  ax-pre-sup 11062  ax-addf 11063  ax-mulf 11064
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3406  df-v 3445  df-sbc 3738  df-csb 3854  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4560  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4864  df-int 4906  df-iun 4954  df-iin 4955  df-disj 5069  df-br 5104  df-opab 5166  df-mpt 5187  df-tr 5221  df-id 5528  df-eprel 5534  df-po 5542  df-so 5543  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5636  df-rel 5637  df-cnv 5638  df-co 5639  df-dm 5640  df-rn 5641  df-res 5642  df-ima 5643  df-pred 6249  df-ord 6316  df-on 6317  df-lim 6318  df-suc 6319  df-iota 6443  df-fun 6493  df-fn 6494  df-f 6495  df-f1 6496  df-fo 6497  df-f1o 6498  df-fv 6499  df-isom 6500  df-riota 7305  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-of 7607  df-om 7793  df-1st 7911  df-2nd 7912  df-supp 8060  df-frecs 8179  df-wrecs 8210  df-recs 8284  df-rdg 8323  df-1o 8379  df-2o 8380  df-er 8581  df-map 8700  df-pm 8701  df-ixp 8769  df-en 8817  df-dom 8818  df-sdom 8819  df-fin 8820  df-fsupp 9239  df-fi 9280  df-sup 9311  df-inf 9312  df-oi 9379  df-dju 9770  df-card 9808  df-acn 9811  df-ac 9985  df-pnf 11124  df-mnf 11125  df-xr 11126  df-ltxr 11127  df-le 11128  df-sub 11320  df-neg 11321  df-div 11746  df-nn 12087  df-2 12149  df-3 12150  df-4 12151  df-5 12152  df-6 12153  df-7 12154  df-8 12155  df-9 12156  df-n0 12347  df-z 12433  df-dec 12551  df-uz 12696  df-q 12802  df-rp 12844  df-xneg 12961  df-xadd 12962  df-xmul 12963  df-ioo 13196  df-ioc 13197  df-ico 13198  df-icc 13199  df-fz 13353  df-fzo 13496  df-fl 13625  df-mod 13703  df-seq 13835  df-exp 13896  df-fac 14101  df-bc 14130  df-hash 14158  df-shft 14885  df-cj 14917  df-re 14918  df-im 14919  df-sqrt 15053  df-abs 15054  df-limsup 15287  df-clim 15304  df-rlim 15305  df-sum 15505  df-ef 15884  df-sin 15886  df-cos 15887  df-pi 15889  df-struct 16953  df-sets 16970  df-slot 16988  df-ndx 17000  df-base 17018  df-ress 17047  df-plusg 17080  df-mulr 17081  df-starv 17082  df-sca 17083  df-vsca 17084  df-ip 17085  df-tset 17086  df-ple 17087  df-ds 17089  df-unif 17090  df-hom 17091  df-cco 17092  df-rest 17238  df-topn 17239  df-0g 17257  df-gsum 17258  df-topgen 17259  df-pt 17260  df-prds 17263  df-ordt 17317  df-xrs 17318  df-qtop 17323  df-imas 17324  df-xps 17326  df-mre 17400  df-mrc 17401  df-acs 17403  df-ps 18389  df-tsr 18390  df-plusf 18430  df-mgm 18431  df-sgrp 18480  df-mnd 18491  df-mhm 18535  df-submnd 18536  df-grp 18685  df-minusg 18686  df-sbg 18687  df-mulg 18806  df-subg 18857  df-cntz 19029  df-cmn 19493  df-abl 19494  df-mgp 19826  df-ur 19843  df-ring 19890  df-cring 19891  df-subrg 20143  df-abv 20199  df-lmod 20247  df-scaf 20248  df-sra 20556  df-rgmod 20557  df-psmet 20711  df-xmet 20712  df-met 20713  df-bl 20714  df-mopn 20715  df-fbas 20716  df-fg 20717  df-cnfld 20720  df-top 22165  df-topon 22182  df-topsp 22204  df-bases 22218  df-cld 22292  df-ntr 22293  df-cls 22294  df-nei 22371  df-lp 22409  df-perf 22410  df-cn 22500  df-cnp 22501  df-haus 22588  df-tx 22835  df-hmeo 23028  df-fil 23119  df-fm 23211  df-flim 23212  df-flf 23213  df-tmd 23345  df-tgp 23346  df-tsms 23400  df-trg 23433  df-xms 23595  df-ms 23596  df-tms 23597  df-nm 23860  df-ngp 23861  df-nrg 23863  df-nlm 23864  df-ii 24162  df-cncf 24163  df-limc 25152  df-dv 25153  df-log 25834  df-esum 32400  df-siga 32481  df-meas 32568
This theorem is referenced by:  aean  32616
  Copyright terms: Public domain W3C validator