Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  smfaddlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem smfaddlem2 42925
Description: The sum of two sigma-measurable functions is measurable. Proposition 121E (b) of [Fremlin1] p. 37 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
smfaddlem2.x 𝑥𝜑
smfaddlem2.s (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
smfaddlem2.a (𝜑𝐴𝑉)
smfaddlem2.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
smfaddlem2.d ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐷 ∈ ℝ)
smfaddlem2.m (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ (SMblFn‘𝑆))
smfaddlem2.7 (𝜑 → (𝑥𝐶𝐷) ∈ (SMblFn‘𝑆))
smfaddlem2.r (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
smfaddlem2.k 𝐾 = (𝑝 ∈ ℚ ↦ {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅})
Assertion
Ref Expression
smfaddlem2 (𝜑 → {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 + 𝐷) < 𝑅} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑝,𝑞,𝑥   𝐵,𝑝,𝑞   𝐶,𝑝,𝑞,𝑥   𝐷,𝑝,𝑞   𝐾,𝑞,𝑥   𝑅,𝑝,𝑞   𝑆,𝑝,𝑞   𝜑,𝑝,𝑞
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐵(𝑥)   𝐷(𝑥)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑥)   𝐾(𝑝)   𝑉(𝑥,𝑞,𝑝)

Proof of Theorem smfaddlem2
StepHypRef Expression
1 smfaddlem2.x . . 3 𝑥𝜑
2 smfaddlem2.b . . 3 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
3 smfaddlem2.d . . 3 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐷 ∈ ℝ)
4 smfaddlem2.r . . 3 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
5 smfaddlem2.k . . 3 𝐾 = (𝑝 ∈ ℚ ↦ {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅})
61, 2, 3, 4, 5smfaddlem1 42924 . 2 (𝜑 → {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 + 𝐷) < 𝑅} = 𝑝 ∈ ℚ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝){𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 < 𝑝𝐷 < 𝑞)})
7 smfaddlem2.s . . . 4 (𝜑𝑆 ∈ SAlg)
8 smfaddlem2.a . . . . 5 (𝜑𝐴𝑉)
9 elinel1 4176 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝐴𝐶) → 𝑥𝐴)
109adantl 482 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴𝐶)) → 𝑥𝐴)
111, 10ssdf 41223 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴𝐶) ⊆ 𝐴)
128, 11ssexd 5225 . . . 4 (𝜑 → (𝐴𝐶) ∈ V)
13 eqid 2826 . . . 4 (𝑆t (𝐴𝐶)) = (𝑆t (𝐴𝐶))
147, 12, 13subsalsal 42527 . . 3 (𝜑 → (𝑆t (𝐴𝐶)) ∈ SAlg)
15 qct 41514 . . . 4 ℚ ≼ ω
1615a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℚ ≼ ω)
1714adantr 481 . . . 4 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → (𝑆t (𝐴𝐶)) ∈ SAlg)
18 qex 12355 . . . . . . 7 ℚ ∈ V
1918a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → ℚ ∈ V)
205a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑𝐾 = (𝑝 ∈ ℚ ↦ {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅}))
2118rabex 5232 . . . . . . . . 9 {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅} ∈ V
2221a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅} ∈ V)
2320, 22fvmpt2d 6779 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → (𝐾𝑝) = {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅})
24 ssrab2 4060 . . . . . . 7 {𝑞 ∈ ℚ ∣ (𝑝 + 𝑞) < 𝑅} ⊆ ℚ
2523, 24eqsstrdi 4025 . . . . . 6 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → (𝐾𝑝) ⊆ ℚ)
26 ssdomg 8549 . . . . . 6 (ℚ ∈ V → ((𝐾𝑝) ⊆ ℚ → (𝐾𝑝) ≼ ℚ))
2719, 25, 26sylc 65 . . . . 5 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → (𝐾𝑝) ≼ ℚ)
2815a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → ℚ ≼ ω)
29 domtr 8556 . . . . 5 (((𝐾𝑝) ≼ ℚ ∧ ℚ ≼ ω) → (𝐾𝑝) ≼ ω)
3027, 28, 29syl2anc 584 . . . 4 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → (𝐾𝑝) ≼ ω)
31 inrab 4279 . . . . 5 ({𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ 𝐵 < 𝑝} ∩ {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ 𝐷 < 𝑞}) = {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 < 𝑝𝐷 < 𝑞)}
3214ad2antrr 722 . . . . . 6 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → (𝑆t (𝐴𝐶)) ∈ SAlg)
33 nfv 1908 . . . . . . . . 9 𝑥 𝑝 ∈ ℚ
341, 33nfan 1893 . . . . . . . 8 𝑥(𝜑𝑝 ∈ ℚ)
35 nfv 1908 . . . . . . . 8 𝑥 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)
3634, 35nfan 1893 . . . . . . 7 𝑥((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝))
377ad2antrr 722 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → 𝑆 ∈ SAlg)
3810, 2syldan 591 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴𝐶)) → 𝐵 ∈ ℝ)
3938ad4ant14 748 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴𝐶)) → 𝐵 ∈ ℝ)
40 smfaddlem2.m . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ (SMblFn‘𝑆))
417, 40, 11sssmfmpt 42912 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ↦ 𝐵) ∈ (SMblFn‘𝑆))
4241ad2antrr 722 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → (𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ↦ 𝐵) ∈ (SMblFn‘𝑆))
43 qre 12347 . . . . . . . 8 (𝑝 ∈ ℚ → 𝑝 ∈ ℝ)
4443ad2antlr 723 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → 𝑝 ∈ ℝ)
4536, 37, 39, 42, 44smfpimltmpt 42908 . . . . . 6 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ 𝐵 < 𝑝} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
46 elinel2 4177 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝐴𝐶) → 𝑥𝐶)
4746adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴𝐶)) → 𝑥𝐶)
4847, 3syldan 591 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴𝐶)) → 𝐷 ∈ ℝ)
4948ad4ant14 748 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴𝐶)) → 𝐷 ∈ ℝ)
50 smfaddlem2.7 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝐶𝐷) ∈ (SMblFn‘𝑆))
511, 47ssdf 41223 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴𝐶) ⊆ 𝐶)
527, 50, 51sssmfmpt 42912 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ↦ 𝐷) ∈ (SMblFn‘𝑆))
5352ad2antrr 722 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → (𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ↦ 𝐷) ∈ (SMblFn‘𝑆))
5443ssriv 3975 . . . . . . . 8 ℚ ⊆ ℝ
5525sselda 3971 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → 𝑞 ∈ ℚ)
5654, 55sseldi 3969 . . . . . . 7 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → 𝑞 ∈ ℝ)
5736, 37, 49, 53, 56smfpimltmpt 42908 . . . . . 6 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ 𝐷 < 𝑞} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
5832, 45, 57salincld 42520 . . . . 5 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → ({𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ 𝐵 < 𝑝} ∩ {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ 𝐷 < 𝑞}) ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
5931, 58eqeltrrid 2923 . . . 4 (((𝜑𝑝 ∈ ℚ) ∧ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝)) → {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 < 𝑝𝐷 < 𝑞)} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
6017, 30, 59saliuncl 42492 . . 3 ((𝜑𝑝 ∈ ℚ) → 𝑞 ∈ (𝐾𝑝){𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 < 𝑝𝐷 < 𝑞)} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
6114, 16, 60saliuncl 42492 . 2 (𝜑 𝑝 ∈ ℚ 𝑞 ∈ (𝐾𝑝){𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 < 𝑝𝐷 < 𝑞)} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
626, 61eqeltrd 2918 1 (𝜑 → {𝑥 ∈ (𝐴𝐶) ∣ (𝐵 + 𝐷) < 𝑅} ∈ (𝑆t (𝐴𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1530  wnf 1777  wcel 2107  {crab 3147  Vcvv 3500  cin 3939  wss 3940   ciun 4917   class class class wbr 5063  cmpt 5143  cfv 6354  (class class class)co 7150  ωcom 7573  cdom 8501  cr 10530   + caddc 10534   < clt 10669  cq 12342  t crest 16689  SAlgcsalg 42478  SMblFncsmblfn 42862
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-13 2385  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7455  ax-inf2 9098  ax-cc 9851  ax-ac2 9879  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608  ax-pre-sup 10609
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-se 5514  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-isom 6363  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7574  df-1st 7685  df-2nd 7686  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-oadd 8102  df-omul 8103  df-er 8284  df-map 8403  df-pm 8404  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-sup 8900  df-inf 8901  df-oi 8968  df-card 9362  df-acn 9365  df-ac 9536  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-div 11292  df-nn 11633  df-n0 11892  df-z 11976  df-uz 12238  df-q 12343  df-ioo 12737  df-ico 12739  df-rest 16691  df-salg 42479  df-smblfn 42863
This theorem is referenced by:  smfadd  42926
  Copyright terms: Public domain W3C validator