Theorem smfresal 41904

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 10363	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ V
3	2	pwex 5092	. . . 4 ⊢ 𝒫 ℝ ∈ V
4	1, 3	rabex2 5051	. . 3 ⊢ 𝑇 ∈ V
5	4	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ V)
6		0elpw 5068	. . . . 5 ⊢ ∅ ∈ 𝒫 ℝ
7	6	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∅ ∈ 𝒫 ℝ)
8		ima0 5735	. . . . . 6 ⊢ (◡𝐹 “ ∅) = ∅
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ∅) = ∅)
10		smfresal.s	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ SAlg)
11	10	uniexd 40194	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑆 ∈ V)
12		smfresal.f	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (SMblFn‘𝑆))
13		smfresal.d	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐷 = dom 𝐹
14	10, 12, 13	smfdmss 41851	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ⊆ ∪ 𝑆)
15	11, 14	ssexd 5042	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ V)
16		eqid 2777	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ↾t 𝐷) = (𝑆 ↾t 𝐷)
17	10, 15, 16	subsalsal 41483	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾t 𝐷) ∈ SAlg)
18	17	0sald 41474	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∅ ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
19	9, 18	eqeltrd 2858	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
20	7, 19	jca 507	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∅ ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
21		imaeq2 5716	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = ∅ → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ ∅))
22	21	eleq1d 2843	. . . 4 ⊢ (𝑒 = ∅ → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
23	22, 1	elrab2 3575	. . 3 ⊢ (∅ ∈ 𝑇 ↔ (∅ ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∅) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
24	20, 23	sylibr 226	. 2 ⊢ (𝜑 → ∅ ∈ 𝑇)
25		eqid 2777	. 2 ⊢ ∪ 𝑇 = ∪ 𝑇
26		nfv 1957	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑦𝜑
27		nfcv 2933	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑒𝑦
28		nfrab1 3308	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑒{𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)}
29	1, 28	nfcxfr 2931	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑒𝑇
30	27, 29	eluni2f 40197	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
31	30	biimpi 208	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
32	31	adantl 475	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
33		nfv 1957	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒𝜑
34	29	nfuni 4677	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑒∪ 𝑇
35	27, 34	nfel 2945	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒 𝑦 ∈ ∪ 𝑇
36	33, 35	nfan 1946	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑒(𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇)
37	27	nfel1 2947	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑒 𝑦 ∈ ℝ
38	1	eleq2i 2850	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 ↔ 𝑒 ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
39	38	biimpi 208	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 → 𝑒 ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
40		rabidim1 3303	. . . . . . . . . . . . . . . . 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 4388	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑒 ∈ 𝒫 ℝ → 𝑒 ⊆ ℝ)
43	41, 42	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑒 ∈ 𝑇 → 𝑒 ⊆ ℝ)
44	43	adantr 474	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ 𝑒) → 𝑒 ⊆ ℝ)
45		simpr 479	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ 𝑒) → 𝑦 ∈ 𝑒)
46	44, 45	sseldd 3821	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ 𝑒) → 𝑦 ∈ ℝ)
47	46	ex 403	. . . . . . . . . . . 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 3207	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → (∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒 → 𝑦 ∈ ℝ))
50	32, 49	mpd 15	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑇) → 𝑦 ∈ ℝ)
51	50	ex 403	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 → 𝑦 ∈ ℝ))
52		ovexd 6956	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ V)
53		ioossre 12547	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ⊆ ℝ
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ⊆ ℝ)
55	52, 54	elpwd 4387	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ)
56	55	adantr 474	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ)
57	10, 12, 13	smff 41850	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶ℝ)
58	57	ffnd 6292	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝐷)
59		fncnvima2 6603	. . . . . . . . . . . . . . . 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 474	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) = {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))})
62		nfv 1957	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
63	10	adantr 474	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑆 ∈ SAlg)
64	15	adantr 474	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝐷 ∈ V)
65	57	adantr 474	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝐹:𝐷⟶ℝ)
66		simpr 479	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ∈ 𝐷)
67	65, 66	ffvelrnd 6624	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
68	67	adantlr 705	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
69	57	feqmptd 6509	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)))
70	69	eqcomd 2783	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)) = 𝐹)
71	70, 12	eqeltrd 2858	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ (SMblFn‘𝑆))
72	71	adantr 474	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝐹‘𝑥)) ∈ (SMblFn‘𝑆))
73		peano2rem 10690	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 − 1) ∈ ℝ)
74	73	rexrd 10426	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 − 1) ∈ ℝ*)
75	74	adantl 475	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑦 − 1) ∈ ℝ*)
76		peano2re 10549	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 + 1) ∈ ℝ)
77	76	rexrd 10426	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 + 1) ∈ ℝ*)
78	77	adantl 475	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑦 + 1) ∈ ℝ*)
79	62, 63, 64, 68, 72, 75, 78	smfpimioompt 41902	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → {𝑥 ∈ 𝐷 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))} ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
80	61, 79	eqeltrd 2858	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
81	56, 80	jca 507	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
82		imaeq2 5716	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑒 = ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))))
83	82	eleq1d 2843	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑒 = ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
84	83, 1	elrab2 3575	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝑇 ↔ (((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
85	81, 84	sylibr 226	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝑇)
86		id 22	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ℝ)
87		ltm1 11217	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 − 1) < 𝑦)
88		ltp1 11215	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 < (𝑦 + 1))
89	74, 77, 86, 87, 88	eliood 40614	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)))
90	89	adantl 475	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)))
91		nfv 1957	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))
92		nfcv 2933	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑒((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))
93		eleq2 2847	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 = ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) → (𝑦 ∈ 𝑒 ↔ 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))))
94	91, 92, 29, 93	rspcef 40154	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1)) ∈ 𝑇 ∧ 𝑦 ∈ ((𝑦 − 1)(,)(𝑦 + 1))) → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
95	85, 90, 94	syl2anc 579	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑒 ∈ 𝑇 𝑦 ∈ 𝑒)
96	95, 30	sylibr 226	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ∪ 𝑇)
97	96	ex 403	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ∪ 𝑇))
98	51, 97	impbid 204	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ 𝑦 ∈ ℝ))
99	26, 98	alrimi 2198	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦(𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ 𝑦 ∈ ℝ))
100		dfcleq 2770	. . . . . 6 ⊢ (∪ 𝑇 = ℝ ↔ ∀𝑦(𝑦 ∈ ∪ 𝑇 ↔ 𝑦 ∈ ℝ))
101	99, 100	sylibr 226	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑇 = ℝ)
102	101	difeq1d 3949	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∪ 𝑇 ∖ 𝑥) = (ℝ ∖ 𝑥))
103	102	adantr 474	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (∪ 𝑇 ∖ 𝑥) = (ℝ ∖ 𝑥))
104		difss 3959	. . . . . . 7 ⊢ (ℝ ∖ 𝑥) ⊆ ℝ
105	2, 104	ssexi 5040	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ∖ 𝑥) ∈ V
106		elpwg 4386	. . . . . . . 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 223	. . . . . 6 ⊢ (ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ
109	108	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ)
110	57	ffund 6295	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → Fun 𝐹)
111		difpreima 6607	. . . . . . . . 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 6611	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹:𝐷⟶ℝ → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐷)
114	57, 113	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) = 𝐷)
115	10, 14	restuni4 40215	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ∪ (𝑆 ↾t 𝐷) = 𝐷)
116	114, 115	eqtr4d 2816	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ ℝ) = ∪ (𝑆 ↾t 𝐷))
117	116	difeq1d 3949	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((◡𝐹 “ ℝ) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)) = (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
118	112, 117	eqtrd 2813	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) = (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
119	118	adantr 474	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) = (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)))
120	17	adantr 474	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (𝑆 ↾t 𝐷) ∈ SAlg)
121		imaeq2 5716	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 = 𝑥 → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ 𝑥))
122	121	eleq1d 2843	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 = 𝑥 → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
123	122, 1	elrab2 3575	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑇 ↔ (𝑥 ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
124	123	biimpi 208	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑇 → (𝑥 ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
125	124	simprd 491	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑇 → (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
126	125	adantl 475	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (◡𝐹 “ 𝑥) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
127	120, 126	saldifcld 41471	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (∪ (𝑆 ↾t 𝐷) ∖ (◡𝐹 “ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
128	119, 127	eqeltrd 2858	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
129	109, 128	jca 507	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
130		imaeq2 5716	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = (ℝ ∖ 𝑥) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)))
131	130	eleq1d 2843	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = (ℝ ∖ 𝑥) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
132	131, 1	elrab2 3575	. . . 4 ⊢ ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝑇 ↔ ((ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (ℝ ∖ 𝑥)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
133	129, 132	sylibr 226	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (ℝ ∖ 𝑥) ∈ 𝑇)
134	103, 133	eqeltrd 2858	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑇) → (∪ 𝑇 ∖ 𝑥) ∈ 𝑇)
135		nnex 11381	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ ∈ V
136		fvex 6459	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔‘𝑛) ∈ V
137	135, 136	iunex 7425	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ V
138	137	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝑔:ℕ⟶𝑇 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ V)
139		ffvelrn 6621	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔:ℕ⟶𝑇 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇)
140	1	eleq2i 2850	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 ↔ (𝑔‘𝑛) ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
141	140	biimpi 208	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → (𝑔‘𝑛) ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)})
142		elrabi 3566	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ {𝑒 ∈ 𝒫 ℝ ∣ (◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)} → (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
143	141, 142	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
144		elpwi 4388	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ → (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
145	143, 144	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
146	139, 145	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔:ℕ⟶𝑇 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
147	146	iunssd 40184	. . . . . 6 ⊢ (𝑔:ℕ⟶𝑇 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ⊆ ℝ)
148	138, 147	elpwd 4387	. . . . 5 ⊢ (𝑔:ℕ⟶𝑇 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
149	148	adantl 475	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ)
150		imaiun 6775	. . . . . 6 ⊢ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛))
151	150	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)))
152	17	adantr 474	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (𝑆 ↾t 𝐷) ∈ SAlg)
153		nnct 13099	. . . . . . 7 ⊢ ℕ ≼ ω
154	153	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ℕ ≼ ω)
155		imaeq2 5716	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑒 = (𝑔‘𝑛) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)))
156	155	eleq1d 2843	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 = (𝑔‘𝑛) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
157	156, 1	elrab2 3575	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 ↔ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
158	157	biimpi 208	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
159	158	simprd 491	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 → (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
160	139, 159	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔:ℕ⟶𝑇 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
161	160	adantll 704	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
162	152, 154, 161	saliuncl 41448	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (◡𝐹 “ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
163	151, 162	eqeltrd 2858	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷))
164	149, 163	jca 507	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → (∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
165		imaeq2 5716	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) → (◡𝐹 “ 𝑒) = (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)))
166	165	eleq1d 2843	. . . 4 ⊢ (𝑒 = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) → ((◡𝐹 “ 𝑒) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷) ↔ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
167	166, 1	elrab2 3575	. . 3 ⊢ (∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇 ↔ (∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝒫 ℝ ∧ (◡𝐹 “ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛)) ∈ (𝑆 ↾t 𝐷)))
168	164, 167	sylibr 226	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔:ℕ⟶𝑇) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑔‘𝑛) ∈ 𝑇)
169	5, 24, 25, 134, 168	issalnnd 41469	1 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ SAlg)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 386  ∀wal 1599   = wceq 1601   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3090  {crab 3093  Vcvv 3397   ∖ cdif 3788   ⊆ wss 3791  ∅c0 4140  𝒫 cpw 4378  ∪ cuni 4671  ∪ ciun 4753   class class class wbr 4886   ↦ cmpt 4965  ^◡ccnv 5354  dom cdm 5355   “ cima 5358  Fun wfun 6129   Fn wfn 6130  ⟶wf 6131  ‘cfv 6135  (class class class)co 6922  ωcom 7343   ≼ cdom 8239  ℝcr 10271  1c1 10273   + caddc 10275  ℝ^*cxr 10410   − cmin 10606  ℕcn 11374  (,)cioo 12487   ↾_t crest 16467  SAlgcsalg 41434  SMblFncsmblfn 41818

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2054  ax-8 2108  ax-9 2115  ax-10 2134  ax-11 2149  ax-12 2162  ax-13 2333  ax-ext 2753  ax-rep 5006  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-inf2 8835  ax-cc 9592  ax-ac2 9620  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349  ax-pre-sup 10350

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2550  df-eu 2586  df-clab 2763  df-cleq 2769  df-clel 2773  df-nfc 2920  df-ne 2969  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3399  df-sbc 3652  df-csb 3751  df-dif 3794  df-un 3796  df-in 3798  df-ss 3805  df-pss 3807  df-nul 4141  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-uni 4672  df-int 4711  df-iun 4755  df-iin 4756  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-se 5315  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-isom 6144  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-1o 7843  df-oadd 7847  df-er 8026  df-map 8142  df-pm 8143  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-fin 8245  df-sup 8636  df-inf 8637  df-card 9098  df-acn 9101  df-ac 9272  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-div 11033  df-nn 11375  df-n0 11643  df-z 11729  df-uz 11993  df-q 12096  df-rp 12138  df-ioo 12491  df-ico 12493  df-fl 12912  df-rest 16469  df-salg 41435  df-smblfn 41819

This theorem is referenced by:  smfpimbor1lem1  41914  smfpimbor1lem2  41915