Theorem omsf 34264

Description: A constructed outer measure is a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Sep-2019.) (Revised by AV, 4-Oct-2020.)

Assertion

Ref	Expression
omsf	⊢ ((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) → (toOMeas‘𝑅):𝒫 ∪ dom 𝑅⟶(0[,]+∞))

Proof of Theorem omsf

Dummy variables 𝑎 𝑠 𝑡 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iccssxr 13333	. . . . 5 ⊢ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
2		xrltso 13043	. . . . 5 ⊢ < Or ℝ*
3		soss 5547	. . . . 5 ⊢ ((0[,]+∞) ⊆ ℝ* → ( < Or ℝ* → < Or (0[,]+∞)))
4	1, 2, 3	mp2 9	. . . 4 ⊢ < Or (0[,]+∞)
5	4	a1i 11	. . 3 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → < Or (0[,]+∞))
6		omscl 34263	. . . . 5 ⊢ ((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)) ⊆ (0[,]+∞))
7	6	3expa 1118	. . . 4 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)) ⊆ (0[,]+∞))
8		xrge0infss 32703	. . . 4 ⊢ (ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)) ⊆ (0[,]+∞) → ∃𝑡 ∈ (0[,]+∞)(∀𝑤 ∈ ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)) ¬ 𝑤 < 𝑡 ∧ ∀𝑤 ∈ (0[,]+∞)(𝑡 < 𝑤 → ∃𝑠 ∈ ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦))𝑠 < 𝑤)))
9	7, 8	syl 17	. . 3 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → ∃𝑡 ∈ (0[,]+∞)(∀𝑤 ∈ ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)) ¬ 𝑤 < 𝑡 ∧ ∀𝑤 ∈ (0[,]+∞)(𝑡 < 𝑤 → ∃𝑠 ∈ ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦))𝑠 < 𝑤)))
10	5, 9	infcl 9379	. 2 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → inf(ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)), (0[,]+∞), < ) ∈ (0[,]+∞))
11		fex 7162	. . . 4 ⊢ ((𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑄 ∈ 𝑉) → 𝑅 ∈ V)
12	11	ancoms 458	. . 3 ⊢ ((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) → 𝑅 ∈ V)
13		omsval 34261	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ V → (toOMeas‘𝑅) = (𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅 ↦ inf(ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)), (0[,]+∞), < )))
14	12, 13	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) → (toOMeas‘𝑅) = (𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅 ↦ inf(ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)), (0[,]+∞), < )))
15		simpll 766	. . . 4 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → 𝑄 ∈ 𝑉)
16		simplr 768	. . . 4 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞))
17		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅)
18		fdm 6661	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞) → dom 𝑅 = 𝑄)
19	18	unieqd 4871	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞) → ∪ dom 𝑅 = ∪ 𝑄)
20	19	pweqd 4568	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞) → 𝒫 ∪ dom 𝑅 = 𝒫 ∪ 𝑄)
21	20	ad2antlr 727	. . . . . 6 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → 𝒫 ∪ dom 𝑅 = 𝒫 ∪ 𝑄)
22	17, 21	eleqtrd 2830	. . . . 5 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ 𝑄)
23		elpwi 4558	. . . . 5 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 ∪ 𝑄 → 𝑎 ⊆ ∪ 𝑄)
24	22, 23	syl 17	. . . 4 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → 𝑎 ⊆ ∪ 𝑄)
25		omsfval 34262	. . . 4 ⊢ ((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑎 ⊆ ∪ 𝑄) → ((toOMeas‘𝑅)‘𝑎) = inf(ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)), (0[,]+∞), < ))
26	15, 16, 24, 25	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → ((toOMeas‘𝑅)‘𝑎) = inf(ran (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ 𝒫 dom 𝑅 ∣ (𝑎 ⊆ ∪ 𝑧 ∧ 𝑧 ≼ ω)} ↦ Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑅‘𝑦)), (0[,]+∞), < ))
27	26, 10	eqeltrd 2828	. 2 ⊢ (((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 ∪ dom 𝑅) → ((toOMeas‘𝑅)‘𝑎) ∈ (0[,]+∞))
28	10, 14, 27	fmpt2d 7058	1 ⊢ ((𝑄 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅:𝑄⟶(0[,]+∞)) → (toOMeas‘𝑅):𝒫 ∪ dom 𝑅⟶(0[,]+∞))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  {crab 3394  Vcvv 3436   ⊆ wss 3903  𝒫 cpw 4551  ∪ cuni 4858   class class class wbr 5092   ↦ cmpt 5173   Or wor 5526  dom cdm 5619  ran crn 5620  ⟶wf 6478  ‘cfv 6482  (class class class)co 7349  ωcom 7799   ≼ cdom 8870  infcinf 9331  0cc0 11009  +∞cpnf 11146  ℝ^*cxr 11148   < clt 11149  [,]cicc 13251  Σ^*cesum 33994  toOMeascoms 34259

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086  ax-pre-sup 11087

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-uni 4859  df-int 4897  df-iun 4943  df-iin 4944  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-isom 6491  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-of 7613  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-supp 8094  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-1o 8388  df-2o 8389  df-er 8625  df-map 8755  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-fin 8876  df-fsupp 9252  df-fi 9301  df-sup 9332  df-inf 9333  df-oi 9402  df-card 9835  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-div 11778  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-4 12193  df-5 12194  df-6 12195  df-7 12196  df-8 12197  df-9 12198  df-n0 12385  df-z 12472  df-dec 12592  df-uz 12736  df-q 12850  df-xadd 13015  df-ioo 13252  df-ioc 13253  df-ico 13254  df-icc 13255  df-fz 13411  df-fzo 13558  df-seq 13909  df-hash 14238  df-struct 17058  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-mulr 17175  df-tset 17180  df-ple 17181  df-ds 17183  df-rest 17326  df-topn 17327  df-0g 17345  df-gsum 17346  df-topgen 17347  df-ordt 17405  df-xrs 17406  df-mre 17488  df-mrc 17489  df-acs 17491  df-ps 18472  df-tsr 18473  df-mgm 18514  df-sgrp 18593  df-mnd 18609  df-submnd 18658  df-cntz 19196  df-cmn 19661  df-fbas 21258  df-fg 21259  df-top 22779  df-topon 22796  df-topsp 22818  df-bases 22831  df-ntr 22905  df-nei 22983  df-cn 23112  df-haus 23200  df-fil 23731  df-fm 23823  df-flim 23824  df-flf 23825  df-tsms 24012  df-esum 33995  df-oms 34260

This theorem is referenced by:  omssubaddlem  34267  omssubadd  34268  omsmeas  34291