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 35141
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 4902 . . . . . 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 3950 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ∪ 𝐵)
6 sseqin2 4123 . . . 4 (𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ↔ (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) = 𝐴)
75, 6sylib 221 . . 3 (𝜑 → (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) = 𝐴)
87fveq2d 6915 . 2 (𝜑 → (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)) = (𝑃‘𝐴))
9 totprobd.1 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
10 domprobmeas 35125 . . . . . 6 (𝑃 ∈ Prob → 𝑃 ∈ (measures‘dom 𝑃))
119, 10syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝑃 ∈ (measures‘dom 𝑃))
12 measinb 34937 . . . . 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 34925 . . . 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 1402 . . 3 (𝜑 → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘∪ 𝐵) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏))
19 eqidd 2764 . . . 4 (𝜑 → (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))) = (𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴))))
20 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑐 = ∪ 𝐵) → 𝑐 = ∪ 𝐵)
2120ineq1d 4119 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑐 = ∪ 𝐵) → (𝑐 ∩ 𝐴) = (∪ 𝐵 ∩ 𝐴))
2221fveq2d 6915 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑐 = ∪ 𝐵) → (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)) = (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)))
23 domprobsiga 35126 . . . . . 6 (𝑃 ∈ Prob → dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
249, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑 → dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra)
25 sigaclcu 34832 . . . . 5 ((dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ 𝐵 ∈ 𝒫 dom 𝑃 ∧ 𝐵 ≼ ω) → ∪ 𝐵 ∈ dom 𝑃)
2624, 14, 15, 25syl3anc 1399 . . . 4 (𝜑 → ∪ 𝐵 ∈ dom 𝑃)
27 inelsiga 34851 . . . . . 6 ((dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ ∪ 𝐵 ∈ dom 𝑃 ∧ 𝐴 ∈ dom 𝑃) → (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
2824, 26, 1, 27syl3anc 1399 . . . . 5 (𝜑 → (∪ 𝐵 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
29 prob01 35128 . . . . 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 7027 . . 3 (𝜑 → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘∪ 𝐵) = (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)))
32 eqidd 2764 . . . . 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 4119 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 = 𝑏) → (𝑐 ∩ 𝐴) = (𝑏 ∩ 𝐴))
3534fveq2d 6915 . . . . 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 4570 . . . . . 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 34851 . . . . . . 7 ((dom 𝑃 ∈ ∪ ran sigAlgebra ∧ 𝑏 ∈ dom 𝑃 ∧ 𝐴 ∈ dom 𝑃) → (𝑏 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
4441, 39, 42, 43syl3anc 1399 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑏 ∩ 𝐴) ∈ dom 𝑃)
45 prob01 35128 . . . . . 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 7027 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → ((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏) = (𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
4847esumeq2dv 34753 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑏 ∈ 𝐵((𝑐 ∈ dom 𝑃 ↦ (𝑃‘(𝑐 ∩ 𝐴)))‘𝑏) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵(𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
4918, 31, 483eqtr3d 2806 . 2 (𝜑 → (𝑃‘(∪ 𝐵 ∩ 𝐴)) = Σ*𝑏 ∈ 𝐵(𝑃‘(𝑏 ∩ 𝐴)))
508, 49eqtr3d 2800 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 1570   ∈ wcel 2147   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092  𝒫 cpw 4560  ∪ cuni 4870  Disj wdisj 5073   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  dom cdm 5656  ran crn 5657  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  ωcom 7904   ≼ cdom 9002  0cc0 11230  1c1 11231  [,]cicc 13509  Σ*cesum 34742  sigAlgebracsiga 34823  measurescmeas 34911  Probcprb 35122
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-inf2 9672  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-pre-sup 11308  ax-addf 11309  ax-mulf 11310
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-disj 5074  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-of 7720  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-supp 8208  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-2o 8508  df-er 8748  df-map 8880  df-pm 8881  df-ixp 8957  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-fsupp 9385  df-fi 9433  df-sup 9464  df-inf 9465  df-oi 9534  df-dju 10012  df-card 10050  df-acn 10053  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-4 12437  df-5 12438  df-6 12439  df-7 12440  df-8 12441  df-9 12442  df-n0 12637  df-z 12724  df-dec 12845  df-uz 12996  df-q 13106  df-rp 13151  df-xneg 13271  df-xadd 13272  df-xmul 13273  df-ioo 13510  df-ioc 13511  df-ico 13512  df-icc 13513  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-fl 13962  df-mod 14040  df-seq 14175  df-exp 14235  df-fac 14448  df-bc 14477  df-hash 14505  df-shft 15252  df-cj 15298  df-re 15299  df-im 15300  df-sqrt 15434  df-abs 15435  df-limsup 15670  df-clim 15687  df-rlim 15688  df-sum 15886  df-ef 16265  df-sin 16267  df-cos 16268  df-pi 16270  df-struct 17357  df-sets 17374  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-ress 17441  df-plusg 17473  df-mulr 17474  df-starv 17475  df-sca 17476  df-vsca 17477  df-ip 17478  df-tset 17479  df-ple 17480  df-ds 17482  df-unif 17483  df-hom 17484  df-cco 17485  df-rest 17625  df-topn 17626  df-0g 17644  df-gsum 17645  df-topgen 17646  df-pt 17647  df-prds 17650  df-ordt 17705  df-xrs 17706  df-qtop 17711  df-imas 17712  df-xps 17714  df-mre 17788  df-mrc 17789  df-acs 17791  df-ps 18772  df-tsr 18773  df-plusf 18847  df-mgm 18848  df-sgrp 18940  df-mnd 18956  df-mhm 19010  df-submnd 19011  df-grp 19179  df-minusg 19180  df-sbg 19181  df-mulg 19310  df-subg 19365  df-cntz 19564  df-cmn 20029  df-abl 20030  df-mgp 20394  df-rng 20408  df-ur 20441  df-ring 20494  df-cring 20495  df-subrng 20831  df-subrg 20855  df-abv 21099  df-lmod 21170  df-scaf 21171  df-sra 21481  df-rgmod 21482  df-psmet 21703  df-xmet 21704  df-met 21705  df-bl 21706  df-mopn 21707  df-fbas 21708  df-fg 21709  df-cnfld 21712  df-top 23245  df-topon 23262  df-topsp 23284  df-bases 23297  df-cld 23370  df-ntr 23371  df-cls 23372  df-nei 23449  df-lp 23487  df-perf 23488  df-cn 23578  df-cnp 23579  df-haus 23666  df-tx 23914  df-hmeo 24107  df-fil 24198  df-fm 24290  df-flim 24291  df-flf 24292  df-tmd 24424  df-tgp 24425  df-tsms 24479  df-trg 24512  df-xms 24672  df-ms 24673  df-tms 24674  df-nm 24934  df-ngp 24935  df-nrg 24937  df-nlm 24938  df-ii 25231  df-cncf 25232  df-limc 26219  df-dv 26220  df-log 26917  df-esum 34743  df-siga 34824  df-meas 34912  df-prob 35123
This theorem is used by:  totprob  35142
  Copyright terms: Public domain W3C validator