Theorem sxbrsigalem1 32252

Description: The Borel algebra on (ℝ × ℝ) is a subset of the sigma-algebra generated by the dyadic closed-below, open-above rectangular subsets of (ℝ × ℝ). This is a step of the proof of Proposition 1.1.5 of [Cohn] p. 4. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Sep-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
sxbrsiga.0	⊢ 𝐽 = (topGen‘ran (,))
dya2ioc.1	⊢ 𝐼 = (𝑥 ∈ ℤ, 𝑛 ∈ ℤ ↦ ((𝑥 / (2↑𝑛))[,)((𝑥 + 1) / (2↑𝑛))))
dya2ioc.2	⊢ 𝑅 = (𝑢 ∈ ran 𝐼, 𝑣 ∈ ran 𝐼 ↦ (𝑢 × 𝑣))

Assertion

Ref	Expression
sxbrsigalem1	⊢ (sigaGen‘(𝐽 ×t 𝐽)) ⊆ (sigaGen‘ran 𝑅)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑛   𝑥,𝐼   𝑣,𝑢,𝐼,𝑥   𝑢,𝑛,𝑣   𝑅,𝑛,𝑥   𝑥,𝐽

Allowed substitution hints:   𝑅(𝑣,𝑢)   𝐼(𝑛)   𝐽(𝑣,𝑢,𝑛)

Proof of Theorem sxbrsigalem1

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sxbrsiga.0	. . . 4 ⊢ 𝐽 = (topGen‘ran (,))
2		dya2ioc.1	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (𝑥 ∈ ℤ, 𝑛 ∈ ℤ ↦ ((𝑥 / (2↑𝑛))[,)((𝑥 + 1) / (2↑𝑛))))
3		dya2ioc.2	. . . 4 ⊢ 𝑅 = (𝑢 ∈ ran 𝐼, 𝑣 ∈ ran 𝐼 ↦ (𝑢 × 𝑣))
4	1, 2, 3	dya2iocucvr 32251	. . 3 ⊢ ∪ ran 𝑅 = (ℝ × ℝ)
5		retop 23925	. . . . 5 ⊢ (topGen‘ran (,)) ∈ Top
6	1, 5	eqeltri 2835	. . . 4 ⊢ 𝐽 ∈ Top
7		uniretop 23926	. . . . 5 ⊢ ℝ = ∪ (topGen‘ran (,))
8	1	unieqi 4852	. . . . 5 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ (topGen‘ran (,))
9	7, 8	eqtr4i 2769	. . . 4 ⊢ ℝ = ∪ 𝐽
10	6, 6, 9, 9	txunii 22744	. . 3 ⊢ (ℝ × ℝ) = ∪ (𝐽 ×t 𝐽)
11	4, 10	eqtr2i 2767	. 2 ⊢ ∪ (𝐽 ×t 𝐽) = ∪ ran 𝑅
12	1, 2, 3	dya2iocuni 32250	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐽 ×t 𝐽) → ∃𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅∪ 𝑦 = 𝑥)
13		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 ∧ ∪ 𝑦 = 𝑥) → ∪ 𝑦 = 𝑥)
14	1, 2, 3	dya2iocct 32247	. . . . . . . . 9 ⊢ ran 𝑅 ≼ ω
15		ctex 8753	. . . . . . . . 9 ⊢ (ran 𝑅 ≼ ω → ran 𝑅 ∈ V)
16	14, 15	mp1i 13	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 → ran 𝑅 ∈ V)
17		elpwi 4542	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 → 𝑦 ⊆ ran 𝑅)
18		ssct 8839	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ⊆ ran 𝑅 ∧ ran 𝑅 ≼ ω) → 𝑦 ≼ ω)
19	17, 14, 18	sylancl 586	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 → 𝑦 ≼ ω)
20		elsigagen2 32116	. . . . . . . 8 ⊢ ((ran 𝑅 ∈ V ∧ 𝑦 ⊆ ran 𝑅 ∧ 𝑦 ≼ ω) → ∪ 𝑦 ∈ (sigaGen‘ran 𝑅))
21	16, 17, 19, 20	syl3anc 1370	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 → ∪ 𝑦 ∈ (sigaGen‘ran 𝑅))
22	21	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 ∧ ∪ 𝑦 = 𝑥) → ∪ 𝑦 ∈ (sigaGen‘ran 𝑅))
23	13, 22	eqeltrrd 2840	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅 ∧ ∪ 𝑦 = 𝑥) → 𝑥 ∈ (sigaGen‘ran 𝑅))
24	23	rexlimiva 3210	. . . 4 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝒫 ran 𝑅∪ 𝑦 = 𝑥 → 𝑥 ∈ (sigaGen‘ran 𝑅))
25	12, 24	syl 17	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐽 ×t 𝐽) → 𝑥 ∈ (sigaGen‘ran 𝑅))
26	25	ssriv 3925	. 2 ⊢ (𝐽 ×t 𝐽) ⊆ (sigaGen‘ran 𝑅)
27	14, 15	ax-mp 5	. 2 ⊢ ran 𝑅 ∈ V
28		sigagenss2 32118	. 2 ⊢ ((∪ (𝐽 ×t 𝐽) = ∪ ran 𝑅 ∧ (𝐽 ×t 𝐽) ⊆ (sigaGen‘ran 𝑅) ∧ ran 𝑅 ∈ V) → (sigaGen‘(𝐽 ×t 𝐽)) ⊆ (sigaGen‘ran 𝑅))
29	11, 26, 27, 28	mp3an 1460	1 ⊢ (sigaGen‘(𝐽 ×t 𝐽)) ⊆ (sigaGen‘ran 𝑅)

Syntax hints:   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3065  Vcvv 3432   ⊆ wss 3887  𝒫 cpw 4533  ∪ cuni 4839   class class class wbr 5074   × cxp 5587  ran crn 5590  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   ∈ cmpo 7277  ωcom 7712   ≼ cdom 8731  ℝcr 10870  1c1 10872   + caddc 10874   / cdiv 11632  2c2 12028  ℤcz 12319  (,)cioo 13079  [,)cico 13081  ↑cexp 13782  topGenctg 17148  Topctop 22042   ×_t ctx 22711  sigaGencsigagen 32106

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-ac2 10219  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949  ax-addf 10950  ax-mulf 10951

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-2o 8298  df-oadd 8301  df-omul 8302  df-er 8498  df-map 8617  df-pm 8618  df-ixp 8686  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-fi 9170  df-sup 9201  df-inf 9202  df-oi 9269  df-card 9697  df-acn 9700  df-ac 9872  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-q 12689  df-rp 12731  df-xneg 12848  df-xadd 12849  df-xmul 12850  df-ioo 13083  df-ioc 13084  df-ico 13085  df-icc 13086  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-fl 13512  df-mod 13590  df-seq 13722  df-exp 13783  df-fac 13988  df-bc 14017  df-hash 14045  df-shft 14778  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-limsup 15180  df-clim 15197  df-rlim 15198  df-sum 15398  df-ef 15777  df-sin 15779  df-cos 15780  df-pi 15782  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-starv 16977  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-unif 16985  df-hom 16986  df-cco 16987  df-rest 17133  df-topn 17134  df-0g 17152  df-gsum 17153  df-topgen 17154  df-pt 17155  df-prds 17158  df-xrs 17213  df-qtop 17218  df-imas 17219  df-xps 17221  df-mre 17295  df-mrc 17296  df-acs 17298  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-submnd 18431  df-mulg 18701  df-cntz 18923  df-cmn 19388  df-psmet 20589  df-xmet 20590  df-met 20591  df-bl 20592  df-mopn 20593  df-fbas 20594  df-fg 20595  df-cnfld 20598  df-refld 20810  df-top 22043  df-topon 22060  df-topsp 22082  df-bases 22096  df-cld 22170  df-ntr 22171  df-cls 22172  df-nei 22249  df-lp 22287  df-perf 22288  df-cn 22378  df-cnp 22379  df-haus 22466  df-cmp 22538  df-tx 22713  df-hmeo 22906  df-fil 22997  df-fm 23089  df-flim 23090  df-flf 23091  df-fcls 23092  df-xms 23473  df-ms 23474  df-tms 23475  df-cncf 24041  df-cfil 24419  df-cmet 24421  df-cms 24499  df-limc 25030  df-dv 25031  df-log 25712  df-cxp 25713  df-logb 25915  df-siga 32077  df-sigagen 32107

This theorem is referenced by:  sxbrsigalem4  32254