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

Theorem pmeasadd 35027
Description: A premeasure on a ring of sets is additive on disjoint countable collections. This is called sigma-additivity. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Jul-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
caraext.1 (𝜑 → 𝑃:𝑅⟶(0[,]+∞))
caraext.2 (𝜑 → (𝑃‘∅) = 0)
caraext.3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦)) → (𝑃‘∪ 𝑥) = Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑃‘𝑦))
pmeassubadd.q 𝑄 = {𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ (∅ ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑠 ∀𝑦 ∈ 𝑠 ((𝑥 ∪ 𝑦) ∈ 𝑠 ∧ (𝑥 ∖ 𝑦) ∈ 𝑠))}
pmeassubadd.1 (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑄)
pmeassubadd.2 (𝜑 → 𝐴 ≼ ω)
pmeassubadd.3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ 𝑅)
pmeasadd.4 (𝜑 → Disj 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
Assertion
Ref Expression
pmeasadd (𝜑 → (𝑃‘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) = Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝑃‘𝐵))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑃,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝐴,𝑘,𝑥,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑃,𝑘   𝑅,𝑘   𝜑,𝑘
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑠)   𝐴(𝑠)   𝐵(𝑘, 𝑠)   𝑃(𝑠)   𝑄(𝑥, 𝑦, 𝑘, 𝑠)   𝑅(𝑠)   𝑂(𝑥, 𝑦, 𝑘, 𝑠)

Proof of Theorem pmeasadd
StepHypRef Expression
1 pmeassubadd.3 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ 𝑅)
21ralrimiva 3158 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ 𝑅)
3 dfiun3g 5957 . . . 4 (∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ 𝑅 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = ∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵))
42, 3syl 18 . . 3 (𝜑 → ∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = ∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵))
54fveq2d 6912 . 2 (𝜑 → (𝑃‘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) = (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)))
6 pmeassubadd.2 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ≼ ω)
7 mptct 10649 . . . . . 6 (𝐴 ≼ ω → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω)
8 rnct 10631 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω → ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω)
96, 7, 83syl 19 . . . . 5 (𝜑 → ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω)
10 eqid 2763 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
1110rnmptss 7147 . . . . . 6 (∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ 𝑅 → ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅)
122, 11syl 18 . . . . 5 (𝜑 → ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅)
13 pmeasadd.4 . . . . . 6 (𝜑 → Disj 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)
14 disjrnmpt 33251 . . . . . 6 (Disj 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 → Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)
1513, 14syl 18 . . . . 5 (𝜑 → Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)
169, 12, 153jca 1146 . . . 4 (𝜑 → (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦))
1716ancli 558 . . 3 (𝜑 → (𝜑 ∧ (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)))
18 ctex 9018 . . . . 5 (𝐴 ≼ ω → 𝐴 ∈ V)
19 mptexg 7250 . . . . 5 (𝐴 ∈ V → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
206, 18, 193syl 19 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
21 rnexg 7938 . . . 4 ((𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V → ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
22 breq1 5109 . . . . . . . 8 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → (𝑥 ≼ ω ↔ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω))
23 sseq1 3938 . . . . . . . 8 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → (𝑥 ⊆ 𝑅 ↔ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅))
24 disjeq1 5080 . . . . . . . 8 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → (Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦 ↔ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦))
2522, 23, 243anbi123d 1465 . . . . . . 7 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → ((𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦) ↔ (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)))
2625anbi2d 642 . . . . . 6 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → ((𝜑 ∧ (𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦)) ↔ (𝜑 ∧ (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦))))
27 unieq 4881 . . . . . . . 8 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → ∪ 𝑥 = ∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵))
2827fveq2d 6912 . . . . . . 7 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → (𝑃‘∪ 𝑥) = (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)))
29 esumeq1 34736 . . . . . . 7 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑃‘𝑦) = Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦))
3028, 29eqeq12d 2779 . . . . . 6 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → ((𝑃‘∪ 𝑥) = Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑃‘𝑦) ↔ (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦)))
3126, 30imbi12d 347 . . . . 5 (𝑥 = ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) → (((𝜑 ∧ (𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦)) → (𝑃‘∪ 𝑥) = Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑃‘𝑦)) ↔ ((𝜑 ∧ (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)) → (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦))))
32 caraext.3 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ≼ ω ∧ 𝑥 ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦)) → (𝑃‘∪ 𝑥) = Σ*𝑦 ∈ 𝑥(𝑃‘𝑦))
3331, 32vtoclg 3521 . . . 4 (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V → ((𝜑 ∧ (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)) → (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦)))
3420, 21, 333syl 19 . . 3 (𝜑 → ((𝜑 ∧ (ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≼ ω ∧ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ 𝑅 ∧ Disj 𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑦)) → (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦)))
3517, 34mpd 16 . 2 (𝜑 → (𝑃‘∪ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦))
36 fveq2 6908 . . 3 (𝑦 = 𝐵 → (𝑃‘𝑦) = (𝑃‘𝐵))
376, 18syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝐴 ∈ V)
38 caraext.1 . . . . 5 (𝜑 → 𝑃:𝑅⟶(0[,]+∞))
3938adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑃:𝑅⟶(0[,]+∞))
4039, 1ffvelcdmd 7109 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝑃‘𝐵) ∈ (0[,]+∞))
41 fveq2 6908 . . . . 5 (𝐵 = ∅ → (𝑃‘𝐵) = (𝑃‘∅))
4241adantl 487 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 = ∅) → (𝑃‘𝐵) = (𝑃‘∅))
43 caraext.2 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃‘∅) = 0)
4443ad2antrr 739 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 = ∅) → (𝑃‘∅) = 0)
4542, 44eqtrd 2798 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 = ∅) → (𝑃‘𝐵) = 0)
4636, 37, 40, 1, 45, 13esumrnmpt2 34770 . 2 (𝜑 → Σ*𝑦 ∈ ran (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)(𝑃‘𝑦) = Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝑃‘𝐵))
475, 35, 463eqtrd 2802 1 (𝜑 → (𝑃‘∪ 𝑘 ∈ 𝐴 𝐵) = Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝑃‘𝐵))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∪ cun 4152  ∅c0 4281  𝒫 cpw 4560  ∪ cuni 4870  ∪ ciun 4954  Disj wdisj 5073   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  ran crn 5656  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ωcom 7901   ≼ cdom 8999  0cc0 11227  +∞cpnf 11367  [,]cicc 13506  Σ*cesum 34729
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 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305  ax-addf 11306  ax-mulf 11307
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 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-map 8877  df-pm 8878  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-fi 9430  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-acn 10050  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-ioo 13507  df-ioc 13508  df-ico 13509  df-icc 13510  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-mod 14037  df-seq 14172  df-exp 14232  df-fac 14445  df-bc 14474  df-hash 14502  df-shft 15249  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-rlim 15685  df-sum 15883  df-ef 16262  df-sin 16264  df-cos 16265  df-pi 16267  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-hom 17481  df-cco 17482  df-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-topgen 17643  df-pt 17644  df-prds 17647  df-ordt 17702  df-xrs 17703  df-qtop 17708  df-imas 17709  df-xps 17711  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-ps 18769  df-tsr 18770  df-plusf 18844  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-submnd 19008  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-mulg 19307  df-subg 19362  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-cring 20492  df-subrng 20828  df-subrg 20852  df-abv 21096  df-lmod 21167  df-scaf 21168  df-sra 21478  df-rgmod 21479  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-fbas 21705  df-fg 21706  df-cnfld 21709  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-cld 23367  df-ntr 23368  df-cls 23369  df-nei 23446  df-lp 23484  df-perf 23485  df-cn 23575  df-cnp 23576  df-haus 23663  df-tx 23911  df-hmeo 24104  df-fil 24195  df-fm 24287  df-flim 24288  df-flf 24289  df-tmd 24421  df-tgp 24422  df-tsms 24476  df-trg 24509  df-xms 24669  df-ms 24670  df-tms 24671  df-nm 24931  df-ngp 24932  df-nrg 24934  df-nlm 24935  df-ii 25228  df-cncf 25229  df-limc 26216  df-dv 26217  df-log 26914  df-esum 34730
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator