Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  totprobd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem totprobd 35104
Description: Law of total probability, deduction form. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
totprobd.1 (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
totprobd.2 (𝜑 → 𝐴 ∈ dom 𝑃)
totprobd.3 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃)
totprobd.4 (𝜑 → ∪ 𝐵 = ∪ dom 𝑃)
totprobd.5 (𝜑 → 𝐵 ≼ ω)
totprobd.6 (𝜑 → Disj 𝑏 ∈ 𝐵 𝑏)
Assertion
Ref Expression
totprobd (𝜑 → (𝑃‘𝐴) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵(𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑏   𝐵,𝑏   𝑃,𝑏   𝜑,𝑏

Proof of Theorem totprobd
Dummy variable 𝑐 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 totprobd.2 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ dom 𝑃)
2 elssuni 4898 . . . . . 6 (𝐴 ∈ dom 𝑃 → 𝐴 ⊆ ∪ dom 𝑃)
31, 2syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ∪ dom 𝑃)
4 totprobd.4 . . . . 5 (𝜑 → ∪ 𝐵 = ∪ dom 𝑃)
53, 4sseqtrrd 3945 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ∪ 𝐵)
6 sseqin2 4120 . . . 4 (𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ↔ (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) = 𝐴)
75, 6sylib 221 . . 3 (𝜑 → (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) = 𝐴)
87fveq2d 6889 . 2 (𝜑 → (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)) = (𝑃‘𝐴))
9 totprobd.1 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
10 domprobmeas 35088 . . . . . 6 (𝑃 ∈ Prob → 𝑃 ∈ (measures‘dom 𝑃))
119, 10syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝑃 ∈ (measures‘dom 𝑃))
12 measinb 34900 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (measures‘dom 𝑃) ∧ 𝐴 ∈ dom 𝑃) → (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))) ∈ (measures‘dom 𝑃))
1311, 1, 12syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))) ∈ (measures‘dom 𝑃))
14 totprobd.3 . . . 4 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃)
15 totprobd.5 . . . 4 (𝜑 → 𝐵 ≼ ω)
16 totprobd.6 . . . 4 (𝜑 → Disj 𝑏 ∈ 𝐵 𝑏)
17 measvun 34888 . . . 4 (((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))) ∈ (measures‘dom 𝑃) ∧ 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃 ∧ (𝐵 ≼ ω ∧ Disj 𝑏 ∈ 𝐵 𝑏)) → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘∪ 𝐵) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏))
1813, 14, 15, 16, 17syl112anc 1401 . . 3 (𝜑 → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘∪ 𝐵) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏))
19 eqidd 2761 . . . 4 (𝜑 → (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))) = (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))))
20 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑐 = ∪ 𝐵) → 𝑐 = ∪ 𝐵)
2120ineq1d 4116 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑐 = ∪ 𝐵) → (𝑐 ∩ 𝐴) = (∪ 𝐵 ∩ 𝐴))
2221fveq2d 6889 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑐 = ∪ 𝐵) → (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)) = (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)))
23 domprobsiga 35089 . . . . . 6 (𝑃 ∈ Prob → dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
249, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑 → dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
25 sigaclcu 34795 . . . . 5 ((dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃 ∧ 𝐵 ≼ ω) → ∪ 𝐵 ∈ dom 𝑃)
2624, 14, 15, 25syl3anc 1398 . . . 4 (𝜑 → ∪ 𝐵 ∈ dom 𝑃)
27 inelsiga 34814 . . . . . 6 ((dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ ∪ 𝐵 ∈ dom 𝑃 ∧ 𝐴 ∈ dom 𝑃) → (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
2824, 26, 1, 27syl3anc 1398 . . . . 5 (𝜑 → (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
29 prob01 35091 . . . . 5 ((𝑃 ∈ Prob ∧ (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃) → (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)) ∈ (0[,]1))
309, 28, 29syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)) ∈ (0[,]1))
3119, 22, 26, 30fvmptd 7001 . . 3 (𝜑 → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘∪ 𝐵) = (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)))
32 eqidd 2761 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))) = (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))))
33 simpr 490 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 = 𝑏) → 𝑐 = 𝑏)
3433ineq1d 4116 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 = 𝑏) → (𝑐 ∩ 𝐴) = (𝑏 ∩ 𝐴))
3534fveq2d 6889 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 = 𝑏) → (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)) = (𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
36 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑏 ∈ 𝐵)
3714adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃)
38 elelpwi 4566 . . . . . 6 ((𝑏 ∈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃) → 𝑏 ∈ dom 𝑃)
3936, 37, 38syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑏 ∈ dom 𝑃)
409adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑃 ∈ Prob)
4124adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
421adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ dom 𝑃)
43 inelsiga 34814 . . . . . . 7 ((dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ 𝑏 ∈ dom 𝑃 ∧ 𝐴 ∈ dom 𝑃) → (𝑏 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
4441, 39, 42, 43syl3anc 1398 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑏 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
45 prob01 35091 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ Prob ∧ (𝑏 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃) → (𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)) ∈ (0[,]1))
4640, 44, 45syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)) ∈ (0[,]1))
4732, 35, 39, 46fvmptd 7001 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏) = (𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
4847esumeq2dv 34716 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑏 ∈ 𝐵((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵(𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
4918, 31, 483eqtr3d 2803 . 2 (𝜑 → (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵(𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
508, 49eqtr3d 2797 1 (𝜑 → (𝑃‘𝐴) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵(𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ⊆ wss 3895   ∩ cin 4089  𝒫 cpw 4556  ∪ cuni 4866  Disj wdisj 5069   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650  ran crn 5651  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ωcom 7877   ≼ cdom 8974  0cc0 11203  1c1 11204  [,]cicc 13482  Σ*cesum 34705  sigAlgebracsiga 34786  measurescmeas 34874  Probcprb 35085
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282  ax-mulf 11283
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-disj 5070  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-dju 9985  df-card 10023  df-acn 10026  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-ioo 13483  df-ioc 13484  df-ico 13485  df-icc 13486  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-mod 14013  df-seq 14148  df-exp 14208  df-fac 14421  df-bc 14450  df-hash 14478  df-shft 15225  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-limsup 15643  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859  df-ef 16238  df-sin 16240  df-cos 16241  df-pi 16243  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-starv 17448  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-unif 17456  df-hom 17457  df-cco 17458  df-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-topgen 17619  df-pt 17620  df-prds 17623  df-ordt 17678  df-xrs 17679  df-qtop 17684  df-imas 17685  df-xps 17687  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-ps 18745  df-tsr 18746  df-plusf 18820  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-mhm 18983  df-submnd 18984  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-sbg 19154  df-mulg 19283  df-subg 19338  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-abl 20002  df-mgp 20366  df-rng 20380  df-ur 20413  df-ring 20466  df-cring 20467  df-subrng 20803  df-subrg 20827  df-abv 21071  df-lmod 21142  df-scaf 21143  df-sra 21453  df-rgmod 21454  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-fbas 21680  df-fg 21681  df-cnfld 21684  df-top 23217  df-topon 23234  df-topsp 23256  df-bases 23269  df-cld 23342  df-ntr 23343  df-cls 23344  df-nei 23421  df-lp 23459  df-perf 23460  df-cn 23550  df-cnp 23551  df-haus 23638  df-tx 23886  df-hmeo 24079  df-fil 24170  df-fm 24262  df-flim 24263  df-flf 24264  df-tmd 24396  df-tgp 24397  df-tsms 24451  df-trg 24484  df-xms 24644  df-ms 24645  df-tms 24646  df-nm 24906  df-ngp 24907  df-nrg 24909  df-nlm 24910  df-ii 25203  df-cncf 25204  df-limc 26191  df-dv 26192  df-log 26889  df-esum 34706  df-siga 34787  df-meas 34875  df-prob 35086
This theorem is used by:  totprob  35105
  Copyright terms: Public domain W3C validator