Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  omeiunle Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem omeiunle 45233
Description: The outer measure of the indexed union of a countable set is the less than or equal to the extended sum of the outer measures. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
omeiunle.nph β„²π‘›πœ‘
omeiunle.ne Ⅎ𝑛𝐸
omeiunle.o (πœ‘ β†’ 𝑂 ∈ OutMeas)
omeiunle.x 𝑋 = βˆͺ dom 𝑂
omeiunle.z 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘)
omeiunle.e (πœ‘ β†’ 𝐸:π‘βŸΆπ’« 𝑋)
Assertion
Ref Expression
omeiunle (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›)) ≀ (Ξ£^β€˜(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))))
Distinct variable groups:   𝑛,𝑂   𝑛,𝑋   𝑛,𝑍
Allowed substitution hints:   πœ‘(𝑛)   𝐸(𝑛)   𝑁(𝑛)

Proof of Theorem omeiunle
Dummy variable π‘š is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iccssxr 13407 . . 3 (0[,]+∞) βŠ† ℝ*
2 omeiunle.o . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑂 ∈ OutMeas)
3 omeiunle.x . . . 4 𝑋 = βˆͺ dom 𝑂
4 omeiunle.nph . . . . . 6 β„²π‘›πœ‘
5 omeiunle.e . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐸:π‘βŸΆπ’« 𝑋)
65ffvelcdmda 7087 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΈβ€˜π‘›) ∈ 𝒫 𝑋)
7 elpwi 4610 . . . . . . . 8 ((πΈβ€˜π‘›) ∈ 𝒫 𝑋 β†’ (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋)
86, 7syl 17 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋)
98ex 414 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑛 ∈ 𝑍 β†’ (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋))
104, 9ralrimi 3255 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋)
11 iunss 5049 . . . . 5 (βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋 ↔ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋)
1210, 11sylibr 233 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) βŠ† 𝑋)
132, 3, 12omecl 45219 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›)) ∈ (0[,]+∞))
141, 13sselid 3981 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›)) ∈ ℝ*)
155ffnd 6719 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐸 Fn 𝑍)
16 omeiunle.z . . . . . . 7 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘)
1716fvexi 6906 . . . . . 6 𝑍 ∈ V
1817a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑍 ∈ V)
19 fnex 7219 . . . . 5 ((𝐸 Fn 𝑍 ∧ 𝑍 ∈ V) β†’ 𝐸 ∈ V)
2015, 18, 19syl2anc 585 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐸 ∈ V)
21 rnexg 7895 . . . 4 (𝐸 ∈ V β†’ ran 𝐸 ∈ V)
2220, 21syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ ran 𝐸 ∈ V)
232, 3omef 45212 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑂:𝒫 π‘‹βŸΆ(0[,]+∞))
245frnd 6726 . . . 4 (πœ‘ β†’ ran 𝐸 βŠ† 𝒫 𝑋)
2523, 24fssresd 6759 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝑂 β†Ύ ran 𝐸):ran 𝐸⟢(0[,]+∞))
2622, 25sge0xrcl 45101 . 2 (πœ‘ β†’ (Ξ£^β€˜(𝑂 β†Ύ ran 𝐸)) ∈ ℝ*)
272adantr 482 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑂 ∈ OutMeas)
2827, 3, 8omecl 45219 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)) ∈ (0[,]+∞))
29 eqid 2733 . . . 4 (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›))) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))
304, 28, 29fmptdf 7117 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›))):π‘βŸΆ(0[,]+∞))
3118, 30sge0xrcl 45101 . 2 (πœ‘ β†’ (Ξ£^β€˜(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))) ∈ ℝ*)
32 fvex 6905 . . . . . . . 8 (πΈβ€˜π‘›) ∈ V
3332rgenw 3066 . . . . . . 7 βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) ∈ V
34 dfiun3g 5964 . . . . . . 7 (βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) ∈ V β†’ βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) = βˆͺ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›)))
3533, 34ax-mp 5 . . . . . 6 βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) = βˆͺ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›))
3635a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) = βˆͺ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›)))
375feqmptd 6961 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐸 = (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘š)))
38 omeiunle.ne . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑛𝐸
39 nfcv 2904 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘›π‘š
4038, 39nffv 6902 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛(πΈβ€˜π‘š)
41 nfcv 2904 . . . . . . . . . 10 β„²π‘š(πΈβ€˜π‘›)
42 fveq2 6892 . . . . . . . . . 10 (π‘š = 𝑛 β†’ (πΈβ€˜π‘š) = (πΈβ€˜π‘›))
4340, 41, 42cbvmpt 5260 . . . . . . . . 9 (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘š)) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›))
4443a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘š)) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›)))
4537, 44eqtrd 2773 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐸 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›)))
4645rneqd 5938 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ran 𝐸 = ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›)))
4746unieqd 4923 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆͺ ran 𝐸 = βˆͺ ran (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (πΈβ€˜π‘›)))
4836, 47eqtr4d 2776 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›) = βˆͺ ran 𝐸)
4948fveq2d 6896 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›)) = (π‘‚β€˜βˆͺ ran 𝐸))
50 fnrndomg 10531 . . . . . 6 (𝑍 ∈ V β†’ (𝐸 Fn 𝑍 β†’ ran 𝐸 β‰Ό 𝑍))
5118, 15, 50sylc 65 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ran 𝐸 β‰Ό 𝑍)
5216uzct 43750 . . . . . 6 𝑍 β‰Ό Ο‰
5352a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑍 β‰Ό Ο‰)
54 domtr 9003 . . . . 5 ((ran 𝐸 β‰Ό 𝑍 ∧ 𝑍 β‰Ό Ο‰) β†’ ran 𝐸 β‰Ό Ο‰)
5551, 53, 54syl2anc 585 . . . 4 (πœ‘ β†’ ran 𝐸 β‰Ό Ο‰)
562, 3, 24, 55omeunile 45221 . . 3 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ ran 𝐸) ≀ (Ξ£^β€˜(𝑂 β†Ύ ran 𝐸)))
5749, 56eqbrtrd 5171 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›)) ≀ (Ξ£^β€˜(𝑂 β†Ύ ran 𝐸)))
58 ltweuz 13926 . . . . . 6 < We (β„€β‰₯β€˜π‘)
59 weeq2 5666 . . . . . . 7 (𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘) β†’ ( < We 𝑍 ↔ < We (β„€β‰₯β€˜π‘)))
6016, 59ax-mp 5 . . . . . 6 ( < We 𝑍 ↔ < We (β„€β‰₯β€˜π‘))
6158, 60mpbir 230 . . . . 5 < We 𝑍
6261a1i 11 . . . 4 (πœ‘ β†’ < We 𝑍)
6318, 23, 5, 62sge0resrn 45120 . . 3 (πœ‘ β†’ (Ξ£^β€˜(𝑂 β†Ύ ran 𝐸)) ≀ (Ξ£^β€˜(𝑂 ∘ 𝐸)))
64 fcompt 7131 . . . . . 6 ((𝑂:𝒫 π‘‹βŸΆ(0[,]+∞) ∧ 𝐸:π‘βŸΆπ’« 𝑋) β†’ (𝑂 ∘ 𝐸) = (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘š))))
65 nfcv 2904 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛𝑂
6665, 40nffv 6902 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛(π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘š))
67 nfcv 2904 . . . . . . . 8 β„²π‘š(π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›))
68 2fveq3 6897 . . . . . . . 8 (π‘š = 𝑛 β†’ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘š)) = (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))
6966, 67, 68cbvmpt 5260 . . . . . . 7 (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘š))) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))
7069a1i 11 . . . . . 6 ((𝑂:𝒫 π‘‹βŸΆ(0[,]+∞) ∧ 𝐸:π‘βŸΆπ’« 𝑋) β†’ (π‘š ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘š))) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›))))
7164, 70eqtrd 2773 . . . . 5 ((𝑂:𝒫 π‘‹βŸΆ(0[,]+∞) ∧ 𝐸:π‘βŸΆπ’« 𝑋) β†’ (𝑂 ∘ 𝐸) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›))))
7223, 5, 71syl2anc 585 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝑂 ∘ 𝐸) = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›))))
7372fveq2d 6896 . . 3 (πœ‘ β†’ (Ξ£^β€˜(𝑂 ∘ 𝐸)) = (Ξ£^β€˜(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))))
7463, 73breqtrd 5175 . 2 (πœ‘ β†’ (Ξ£^β€˜(𝑂 β†Ύ ran 𝐸)) ≀ (Ξ£^β€˜(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))))
7514, 26, 31, 57, 74xrletrd 13141 1 (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜βˆͺ 𝑛 ∈ 𝑍 (πΈβ€˜π‘›)) ≀ (Ξ£^β€˜(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘‚β€˜(πΈβ€˜π‘›)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542  β„²wnf 1786   ∈ wcel 2107  β„²wnfc 2884  βˆ€wral 3062  Vcvv 3475   βŠ† wss 3949  π’« cpw 4603  βˆͺ cuni 4909  βˆͺ ciun 4998   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232   We wwe 5631  dom cdm 5677  ran crn 5678   β†Ύ cres 5679   ∘ ccom 5681   Fn wfn 6539  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  Ο‰com 7855   β‰Ό cdom 8937  0cc0 11110  +∞cpnf 11245  β„*cxr 11247   < clt 11248   ≀ cle 11249  β„€β‰₯cuz 12822  [,]cicc 13327  Ξ£^csumge0 45078  OutMeascome 45205
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-ac2 10458  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-oadd 8470  df-omul 8471  df-er 8703  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-oi 9505  df-card 9934  df-acn 9937  df-ac 10111  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-ico 13330  df-icc 13331  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-seq 13967  df-exp 14028  df-hash 14291  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-clim 15432  df-sum 15633  df-sumge0 45079  df-ome 45206
This theorem is referenced by:  omeiunltfirp  45235  omeiunlempt  45236  caratheodorylem2  45243
  Copyright terms: Public domain W3C validator