Theorem salexct3 46340

Description: An example of a sigma-algebra that's not closed under uncountable union. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Jan-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
salexct3.a	⊢ 𝐴 = (0[,]2)
salexct3.s	⊢ 𝑆 = {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑥 ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ 𝑥) ≼ ω)}
salexct3.x	⊢ 𝑋 = ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦})

Assertion

Ref	Expression
salexct3	⊢ (𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆 ∧ ¬ ∪ 𝑋 ∈ 𝑆)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑋

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem salexct3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		salexct3.a	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 = (0[,]2)
2		ovex 7420	. . . . . 6 ⊢ (0[,]2) ∈ V
3	1, 2	eqeltri 2824	. . . . 5 ⊢ 𝐴 ∈ V
4	3	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → 𝐴 ∈ V)
5		salexct3.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = {𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝑥 ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ 𝑥) ≼ ω)}
6	4, 5	salexct 46332	. . 3 ⊢ (⊤ → 𝑆 ∈ SAlg)
7	6	mptru 1547	. 2 ⊢ 𝑆 ∈ SAlg
8		salexct3.x	. . 3 ⊢ 𝑋 = ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦})
9		0re 11176	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 ∈ ℝ
10		2re 12260	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 2 ∈ ℝ
11	9, 10	pm3.2i 470	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ)
12	9	leidi 11712	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 ≤ 0
13		1le2 12390	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ≤ 2
14	12, 13	pm3.2i 470	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 ≤ 0 ∧ 1 ≤ 2)
15		iccss 13375	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((0 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 0 ∧ 1 ≤ 2)) → (0[,]1) ⊆ (0[,]2))
16	11, 14, 15	mp2an 692	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0[,]1) ⊆ (0[,]2)
17		id 22	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → 𝑦 ∈ (0[,]1))
18	16, 17	sselid 3944	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → 𝑦 ∈ (0[,]2))
19	18, 1	eleqtrrdi 2839	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → 𝑦 ∈ 𝐴)
20		snelpwi 5403	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐴 → {𝑦} ∈ 𝒫 𝐴)
21	19, 20	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → {𝑦} ∈ 𝒫 𝐴)
22		snfi 9014	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝑦} ∈ Fin
23		fict 9606	. . . . . . . . . 10 ⊢ ({𝑦} ∈ Fin → {𝑦} ≼ ω)
24	22, 23	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ {𝑦} ≼ ω
25		orc 867	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝑦} ≼ ω → ({𝑦} ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω))
26	24, 25	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝑦} ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω)
27	26	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → ({𝑦} ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω))
28	21, 27	jca 511	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → ({𝑦} ∈ 𝒫 𝐴 ∧ ({𝑦} ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω)))
29		breq1 5110	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = {𝑦} → (𝑥 ≼ ω ↔ {𝑦} ≼ ω))
30		difeq2 4083	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = {𝑦} → (𝐴 ∖ 𝑥) = (𝐴 ∖ {𝑦}))
31	30	breq1d 5117	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = {𝑦} → ((𝐴 ∖ 𝑥) ≼ ω ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω))
32	29, 31	orbi12d 918	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = {𝑦} → ((𝑥 ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ 𝑥) ≼ ω) ↔ ({𝑦} ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω)))
33	32, 5	elrab2 3662	. . . . . 6 ⊢ ({𝑦} ∈ 𝑆 ↔ ({𝑦} ∈ 𝒫 𝐴 ∧ ({𝑦} ≼ ω ∨ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≼ ω)))
34	28, 33	sylibr 234	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) → {𝑦} ∈ 𝑆)
35	34	rgen 3046	. . . 4 ⊢ ∀𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} ∈ 𝑆
36		eqid 2729	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦}) = (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦})
37	36	rnmptss 7095	. . . 4 ⊢ (∀𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} ∈ 𝑆 → ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦}) ⊆ 𝑆)
38	35, 37	ax-mp 5	. . 3 ⊢ ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦}) ⊆ 𝑆
39	8, 38	eqsstri 3993	. 2 ⊢ 𝑋 ⊆ 𝑆
40	8	unieqi 4883	. . . . 5 ⊢ ∪ 𝑋 = ∪ ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦})
41		vsnex 5389	. . . . . . . 8 ⊢ {𝑦} ∈ V
42	41	rgenw 3048	. . . . . . 7 ⊢ ∀𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} ∈ V
43		dfiun3g 5931	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} ∈ V → ∪ 𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} = ∪ ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦}))
44	42, 43	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} = ∪ ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦})
45	44	eqcomi 2738	. . . . 5 ⊢ ∪ ran (𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ {𝑦}) = ∪ 𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦}
46		iunid 5024	. . . . 5 ⊢ ∪ 𝑦 ∈ (0[,]1){𝑦} = (0[,]1)
47	40, 45, 46	3eqtrri 2757	. . . 4 ⊢ (0[,]1) = ∪ 𝑋
48	47	eqcomi 2738	. . 3 ⊢ ∪ 𝑋 = (0[,]1)
49	1, 5, 48	salexct2 46337	. 2 ⊢ ¬ ∪ 𝑋 ∈ 𝑆
50	7, 39, 49	3pm3.2i 1340	1 ⊢ (𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝑋 ⊆ 𝑆 ∧ ¬ ∪ 𝑋 ∈ 𝑆)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ∧ wa 395   ∨ wo 847   ∧ w3a 1086   = wceq 1540  ⊤wtru 1541   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  {crab 3405  Vcvv 3447   ∖ cdif 3911   ⊆ wss 3914  𝒫 cpw 4563  {csn 4589  ∪ cuni 4871  ∪ ciun 4955   class class class wbr 5107   ↦ cmpt 5188  ran crn 5639  (class class class)co 7387  ωcom 7842   ≼ cdom 8916  Fincfn 8918  ℝcr 11067  0cc0 11068  1c1 11069   ≤ cle 11209  2c2 12241  [,]cicc 13309  SAlgcsalg 46306

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 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-inf2 9594  ax-cc 10388  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145  ax-pre-sup 11146

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 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-oadd 8438  df-omul 8439  df-er 8671  df-map 8801  df-pm 8802  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-sup 9393  df-inf 9394  df-oi 9463  df-card 9892  df-acn 9895  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-div 11836  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-q 12908  df-rp 12952  df-xneg 13072  df-xadd 13073  df-xmul 13074  df-ioo 13310  df-ioc 13311  df-ico 13312  df-icc 13313  df-fz 13469  df-fzo 13616  df-fl 13754  df-seq 13967  df-exp 14027  df-hash 14296  df-cj 15065  df-re 15066  df-im 15067  df-sqrt 15201  df-abs 15202  df-limsup 15437  df-clim 15454  df-rlim 15455  df-sum 15653  df-topgen 17406  df-psmet 21256  df-xmet 21257  df-met 21258  df-bl 21259  df-mopn 21260  df-top 22781  df-topon 22798  df-bases 22833  df-ntr 22907  df-salg 46307

This theorem is referenced by: (None)