Theorem smflimlem5 47015

Description: Lemma for the proof that the limit of sigma-measurable functions is sigma-measurable, Proposition 121F (a) of [Fremlin1] p. 38 . This lemma proves that the preimages of right-closed, unbounded-below intervals are in the subspace sigma-algebra induced by 𝐷. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
smflimlem5.1	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
smflimlem5.2	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
smflimlem5.3	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
smflimlem5.4	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
smflimlem5.5	⊢ 𝐷 = {𝑥 ∈ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
smflimlem5.6	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥))))
smflimlem5.7	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
smflimlem5.8	⊢ 𝑃 = (𝑚 ∈ 𝑍, 𝑘 ∈ ℕ ↦ {𝑠 ∈ 𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹‘𝑚) ∣ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥) < (𝐴 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹‘𝑚))})
smflimlem5.9	⊢ 𝐻 = (𝑚 ∈ 𝑍, 𝑘 ∈ ℕ ↦ (𝐶‘(𝑚𝑃𝑘)))
smflimlem5.10	⊢ 𝐼 = ∩ 𝑘 ∈ ℕ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(𝑚𝐻𝑘)
smflimlem5.11	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ran 𝑃) → (𝐶‘𝑟) ∈ 𝑟)

Assertion

Ref	Expression
smflimlem5	⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐺‘𝑥) ≤ 𝐴} ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘,𝑚,𝑛,𝑥   𝐴,𝑠,𝑘,𝑚,𝑥   𝐶,𝑘,𝑚,𝑟   𝐶,𝑠   𝐷,𝑘,𝑚,𝑛,𝑥   𝐷,𝑟,𝑥   𝑘,𝐹,𝑚,𝑛,𝑥   𝐹,𝑠   𝑘,𝐺,𝑚,𝑛   𝑘,𝐻,𝑚,𝑛   𝐻,𝑠   𝑘,𝐼,𝑚,𝑟,𝑥   𝑚,𝑀   𝑃,𝑘,𝑚,𝑟   𝑃,𝑠   𝑆,𝑘,𝑚,𝑛   𝑆,𝑠   𝑘,𝑍,𝑚,𝑛,𝑥   𝜑,𝑘,𝑚,𝑛,𝑥   𝜑,𝑟

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑠)   𝐴(𝑟)   𝐶(𝑥,𝑛)   𝐷(𝑠)   𝑃(𝑥,𝑛)   𝑆(𝑥,𝑟)   𝐹(𝑟)   𝐺(𝑥,𝑠,𝑟)   𝐻(𝑥,𝑟)   𝐼(𝑛,𝑠)   𝑀(𝑥,𝑘,𝑛,𝑠,𝑟)   𝑍(𝑠,𝑟)

Proof of Theorem smflimlem5

Step	Hyp	Ref	Expression
1		smflimlem5.2	. . . 4 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		smflimlem5.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
3		smflimlem5.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(SMblFn‘𝑆))
4		smflimlem5.5	. . . 4 ⊢ 𝐷 = {𝑥 ∈ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)dom (𝐹‘𝑚) ∣ (𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥)) ∈ dom ⇝ }
5		smflimlem5.6	. . . 4 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ( ⇝ ‘(𝑚 ∈ 𝑍 ↦ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥))))
6		smflimlem5.7	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
7		smflimlem5.8	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (𝑚 ∈ 𝑍, 𝑘 ∈ ℕ ↦ {𝑠 ∈ 𝑆 ∣ {𝑥 ∈ dom (𝐹‘𝑚) ∣ ((𝐹‘𝑚)‘𝑥) < (𝐴 + (1 / 𝑘))} = (𝑠 ∩ dom (𝐹‘𝑚))})
8		smflimlem5.9	. . . 4 ⊢ 𝐻 = (𝑚 ∈ 𝑍, 𝑘 ∈ ℕ ↦ (𝐶‘(𝑚𝑃𝑘)))
9		smflimlem5.10	. . . 4 ⊢ 𝐼 = ∩ 𝑘 ∈ ℕ ∪ 𝑛 ∈ 𝑍 ∩ 𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑛)(𝑚𝐻𝑘)
10		smflimlem5.11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ ran 𝑃) → (𝐶‘𝑟) ∈ 𝑟)
11	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10	smflimlem2 47012	. . 3 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐺‘𝑥) ≤ 𝐴} ⊆ (𝐷 ∩ 𝐼))
12		smflimlem5.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
13	12, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10	smflimlem4 47014	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∩ 𝐼) ⊆ {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐺‘𝑥) ≤ 𝐴})
14	11, 13	eqssd 3951	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐺‘𝑥) ≤ 𝐴} = (𝐷 ∩ 𝐼))
15	1, 2, 4, 7, 8, 9, 10	smflimlem1 47011	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∩ 𝐼) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
16	14, 15	eqeltrd 2836	1 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐺‘𝑥) ≤ 𝐴} ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113  {crab 3399   ∩ cin 3900  ∪ ciun 4946  ∩ ciin 4947   class class class wbr 5098   ↦ cmpt 5179  dom cdm 5624  ran crn 5625  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  (class class class)co 7358   ∈ cmpo 7360  ℝcr 11025  1c1 11027   + caddc 11029   < clt 11166   ≤ cle 11167   / cdiv 11794  ℕcn 12145  ℤcz 12488  ℤ_≥cuz 12751   ⇝ cli 15407   ↾_t crest 17340  SAlgcsalg 46548  SMblFncsmblfn 46935

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-inf2 9550  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-oadd 8401  df-omul 8402  df-er 8635  df-map 8765  df-pm 8766  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9345  df-inf 9346  df-oi 9415  df-card 9851  df-acn 9854  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-n0 12402  df-z 12489  df-uz 12752  df-q 12862  df-rp 12906  df-ioo 13265  df-ico 13267  df-fl 13712  df-seq 13925  df-exp 13985  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-abs 15159  df-clim 15411  df-rlim 15412  df-rest 17342  df-salg 46549  df-smblfn 46936

This theorem is referenced by:  smflimlem6  47016