Theorem smfresal 46805

Description: Given a sigma-measurable function, the subsets of ℝ whose preimage is in the sigma-algebra induced by the function's domain, form a sigma-algebra. First part of the proof of Proposition 121E (f) of [Fremlin1] p. 38 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
smfresal.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
smfresal.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
smfresal.d	⊢ 𝐷 = dom 𝐹
smfresal.t	⊢ 𝑇 = {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)}

Assertion

Ref	Expression
smfresal	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ SAlg)

Distinct variable groups:   𝐷,𝑒   𝑒,𝐹   𝑆,𝑒   𝜑,𝑒

Allowed substitution hint:   𝑇(𝑒)

Proof of Theorem smfresal

Dummy variables 𝑛 𝑥 𝑔 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		smfresal.t	. . . 4 ⊢ 𝑇 = {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)}
2		reex 11089	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ V
3	2	pwex 5316	. . . 4 ⊢ 𝒫 ℝ ∈ V
4	1, 3	rabex2 5277	. . 3 ⊢ 𝑇 ∈ V
5	4	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ V)
6		0elpw 5292	. . . . 5 ⊢ ∅ ∈ 𝒫 ℝ
7	6	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∅ ∈ 𝒫 ℝ)
8		ima0 6023	. . . . . 6 ⊢ (◡𝐹 “ ∅) = ∅
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ∅) = ∅)
10		smfresal.s	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
11	10	uniexd 7670	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑆 ∈ V)
12		smfresal.f	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
13		smfresal.d	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐷 = dom 𝐹
14	10, 12, 13	smfdmss 46750	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ⊆ ∪ 𝑆)
15	11, 14	ssexd 5260	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ V)
16		eqid 2730	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ↾t 𝐷) = (𝑆 ↾t 𝐷)
17	10, 15, 16	subsalsal 46376	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾t 𝐷) ∈ SAlg)
18	17	0sald 46367	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∅ ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
19	9, 18	eqeltrd 2829	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
20	7, 19	jca 511	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∅ ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
21		imaeq2 6002	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = ∅ → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ ∅))
22	21	eleq1d 2814	. . . 4 ⊢ (𝑒 = ∅ → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
23	22, 1	elrab2 3648	. . 3 ⊢ (∅ ∈ 𝑇 ↔ (∅ ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
24	20, 23	sylibr 234	. 2 ⊢ (𝜑 → ∅ ∈ 𝑇)
25		eqid 2730	. 2 ⊢ ∪ 𝑇 = ∪ 𝑇
26		nfv 1915	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑦𝜑
27		nfcv 2892	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑒𝑦
28		nfrab1 3413	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑒{𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)}
29	1, 28	nfcxfr 2890	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑒𝑇
30	27, 29	eluni2f 45119	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
31	30	biimpi 216	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
32	31	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
33		nfv 1915	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒𝜑
34	29	nfuni 4864	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑒∪ 𝑇
35	27, 34	nfel 2907	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒 𝑦 ∈ ∪ 𝑇
36	33, 35	nfan 1900	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑒(𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇)
37	27	nfel1 2909	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑒 𝑦 ∈ ℝ
38	1	eleq2i 2821	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 ↔ 𝑒 ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
39	38	biimpi 216	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 → 𝑒 ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
40		rabidim1 3415	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)} → 𝑒 ∈ 𝒫 ℝ)
41	39, 40	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 → 𝑒 ∈ 𝒫 ℝ)
42		elpwi 4555	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑒 ∈ 𝒫 ℝ → 𝑒 ⊆ ℝ)
43	41, 42	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 → 𝑒 ⊆ ℝ)
44	43	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ 𝑒) → 𝑒 ⊆ ℝ)
45		simpr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ 𝑒) → 𝑦 ∈ 𝑒)
46	44, 45	sseldd 3933	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ 𝑒) → 𝑦 ∈ ℝ)
47	46	ex 412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 → (𝑦 ∈ 𝑒 → 𝑦 ∈ ℝ))
48	47	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → (𝑒 ∈ 𝑇 → (𝑦 ∈ 𝑒 → 𝑦 ∈ ℝ)))
49	36, 37, 48	rexlimd 3237	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → (∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒 → 𝑦 ∈ ℝ))
50	32, 49	mpd 15	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → 𝑦 ∈ ℝ)
51	50	ex 412	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 → 𝑦 ∈ ℝ))
52		ovexd 7376	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ V)
53		ioossre 13299	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ⊆ ℝ
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ⊆ ℝ)
55	52, 54	elpwd 4554	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ)
56	55	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ)
57	10, 12, 13	smff 46749	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶ℝ)
58	57	ffnd 6648	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝐷)
59		fncnvima2 6989	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐹 Fn 𝐷 → (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) = {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))})
60	58, 59	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) = {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))})
61	60	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) = {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))})
62		nfv 1915	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
63	10	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑆 ∈ SAlg)
64	15	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝐷 ∈ V)
65	57	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝐹:𝐷⟶ℝ)
66		simpr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ∈ 𝐷)
67	65, 66	ffvelcdmd 7013	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
68	67	adantlr 715	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
69	57	feqmptd 6885	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)))
70	69	eqcomd 2736	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)) = 𝐹)
71	70, 12	eqeltrd 2829	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ (SMblFn‘𝑆))
72	71	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ (SMblFn‘𝑆))
73		peano2rem 11420	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 − 1) ∈ ℝ)
74	73	rexrd 11154	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 − 1) ∈ ℝ*)
75	74	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑦 − 1) ∈ ℝ*)
76		peano2re 11278	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 + 1) ∈ ℝ)
77	76	rexrd 11154	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 + 1) ∈ ℝ*)
78	77	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑦 + 1) ∈ ℝ*)
79	62, 63, 64, 68, 72, 75, 78	smfpimioompt 46803	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))} ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
80	61, 79	eqeltrd 2829	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
81	56, 80	jca 511	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
82		imaeq2 6002	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑒 = ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))))
83	82	eleq1d 2814	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑒 = ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
84	83, 1	elrab2 3648	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝑇 ↔ (((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
85	81, 84	sylibr 234	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝑇)
86		id 22	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ℝ)
87		ltm1 11955	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 − 1) < 𝑦)
88		ltp1 11953	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 < (𝑦 + 1))
89	74, 77, 86, 87, 88	eliood 45517	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)))
90	89	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)))
91		nfv 1915	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))
92		nfcv 2892	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))
93		eleq2 2818	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 = ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) → (𝑦 ∈ 𝑒 ↔ 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))))
94	91, 92, 29, 93	rspcef 45088	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
95	85, 90, 94	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
96	95, 30	sylibr 234	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ∪ 𝑇)
97	96	ex 412	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ∪ 𝑇))
98	51, 97	impbid 212	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ 𝑦 ∈ ℝ))
99	26, 98	alrimi 2215	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦(𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ 𝑦 ∈ ℝ))
100		dfcleq 2723	. . . . . 6 ⊢ (∪ 𝑇 = ℝ ↔ ∀𝑦(𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ 𝑦 ∈ ℝ))
101	99, 100	sylibr 234	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑇 = ℝ)
102	101	difeq1d 4073	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∪ 𝑇 ∖ 𝑥) = (ℝ ∖ 𝑥))
103	102	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (∪ 𝑇 ∖ 𝑥) = (ℝ ∖ 𝑥))
104		difss 4084	. . . . . . 7 ⊢ (ℝ ∖ 𝑥) ⊆ ℝ
105	2, 104	ssexi 5258	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ∖ 𝑥) ∈ V
106		elpwg 4551	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ V → ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ ↔ (ℝ ∖ 𝑥) ⊆ ℝ))
107	105, 106	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ ↔ (ℝ ∖ 𝑥) ⊆ ℝ)
108	104, 107	mpbir 231	. . . . . 6 ⊢ (ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ
109	108	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ)
110	57	ffund 6651	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → Fun 𝐹)
111		difpreima 6993	. . . . . . . . 9 ⊢ (Fun 𝐹 → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) = ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
112	110, 111	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) = ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
113		fimacnv 6669	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹:𝐷⟶ℝ → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐷)
114	57, 113	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐷)
115	10, 14	restuni4 45137	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ∪ (𝑆 ↾t 𝐷) = 𝐷)
116	114, 115	eqtr4d 2768	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) = ∪ (𝑆 ↾t 𝐷))
117	116	difeq1d 4073	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)) = (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
118	112, 117	eqtrd 2765	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) = (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
119	118	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) = (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
120	17	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (𝑆 ↾t 𝐷) ∈ SAlg)
121		imaeq2 6002	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 = 𝑥 → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ 𝑥))
122	121	eleq1d 2814	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 = 𝑥 → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
123	122, 1	elrab2 3648	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑇 ↔ (𝑥 ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
124	123	biimpi 216	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑇 → (𝑥 ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
125	124	simprd 495	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑇 → (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
126	125	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
127	120, 126	saldifcld 46364	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
128	119, 127	eqeltrd 2829	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
129	109, 128	jca 511	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
130		imaeq2 6002	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = (ℝ ∖ 𝑥) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)))
131	130	eleq1d 2814	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = (ℝ ∖ 𝑥) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
132	131, 1	elrab2 3648	. . . 4 ⊢ ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝑇 ↔ ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
133	129, 132	sylibr 234	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝑇)
134	103, 133	eqeltrd 2829	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (∪ 𝑇 ∖ 𝑥) ∈ 𝑇)
135		nnex 12123	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ ∈ V
136		fvex 6830	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔‘𝑛) ∈ V
137	135, 136	iunex 7895	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ V
138	137	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝑔:ℕ⟶𝑇 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ V)
139		ffvelcdm 7009	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔:ℕ⟶𝑇 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇)
140	1	eleq2i 2821	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 ↔ (𝑔‘𝑛) ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
141	140	biimpi 216	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → (𝑔‘𝑛) ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
142		elrabi 3641	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)} → (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
143		elpwi 4555	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ → (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
144	139, 141, 142, 143	4syl 19	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔:ℕ⟶𝑇 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
145	144	iunssd 4997	. . . . . 6 ⊢ (𝑔:ℕ⟶𝑇 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
146	138, 145	elpwd 4554	. . . . 5 ⊢ (𝑔:ℕ⟶𝑇 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
147	146	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
148		imaiun 7174	. . . . . 6 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛))
149	148	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)))
150	17	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (𝑆 ↾t 𝐷) ∈ SAlg)
151		nnct 13880	. . . . . . 7 ⊢ ℕ ≼ ω
152	151	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ℕ ≼ ω)
153		imaeq2 6002	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 = (𝑔‘𝑛) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)))
154	153	eleq1d 2814	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 = (𝑔‘𝑛) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
155	154, 1	elrab2 3648	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 ↔ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
156	155	biimpi 216	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
157	156	simprd 495	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
158	139, 157	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔:ℕ⟶𝑇 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
159	158	adantll 714	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
160	150, 152, 159	saliuncl 46340	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
161	149, 160	eqeltrd 2829	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
162	147, 161	jca 511	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
163		imaeq2 6002	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)))
164	163	eleq1d 2814	. . . 4 ⊢ (𝑒 = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
165	164, 1	elrab2 3648	. . 3 ⊢ (∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 ↔ (∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
166	162, 165	sylibr 234	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇)
167	5, 24, 25, 134, 166	issalnnd 46362	1 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ SAlg)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395  ∀wal 1539   = wceq 1541   ∈ wcel 2110  ∃wrex 3054  {crab 3393  Vcvv 3434   ∖ cdif 3897   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  𝒫 cpw 4548  ∪ cuni 4857  ∪ ciun 4939   class class class wbr 5089   ↦ cmpt 5170  ^◡ccnv 5613  dom cdm 5614   “ cima 5617  Fun wfun 6471   Fn wfn 6472  ⟶wf 6473  ‘cfv 6477  (class class class)co 7341  ωcom 7791   ≼ cdom 8862  ℝcr 10997  1c1 10999   + caddc 11001  ℝ^*cxr 11137   − cmin 11336  ℕcn 12117  (,)cioo 13237   ↾_t crest 17316  SAlgcsalg 46325  SMblFncsmblfn 46712

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 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-inf2 9526  ax-cc 10318  ax-ac2 10346  ax-cnex 11054  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074  ax-pre-mulgt0 11075  ax-pre-sup 11076

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 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-op 4581  df-uni 4858  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-se 5568  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6244  df-ord 6305  df-on 6306  df-lim 6307  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-isom 6486  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-1o 8380  df-2o 8381  df-er 8617  df-map 8747  df-pm 8748  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-sup 9321  df-inf 9322  df-card 9824  df-acn 9827  df-ac 9999  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-xr 11142  df-ltxr 11143  df-le 11144  df-sub 11338  df-neg 11339  df-div 11767  df-nn 12118  df-n0 12374  df-z 12461  df-uz 12725  df-q 12839  df-rp 12883  df-ioo 13241  df-ico 13243  df-fl 13688  df-rest 17318  df-salg 46326  df-smblfn 46713

This theorem is referenced by:  smfpimbor1lem1  46815  smfpimbor1lem2  46816