MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  volun Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem volun 25453
Description: The Lebesgue measure function is finitely additive. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
volun (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)))

Proof of Theorem volun
StepHypRef Expression
1 simpl1 1192 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐴 ∈ dom vol)
2 mblss 25439 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ dom vol → 𝐴 ⊆ ℝ)
31, 2syl 17 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4 simpl2 1193 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐵 ∈ dom vol)
5 mblss 25439 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ dom vol → 𝐵 ⊆ ℝ)
64, 5syl 17 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐵 ⊆ ℝ)
73, 6unssd 4158 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
8 readdcl 11158 . . . . . . . 8 (((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ) → ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)) ∈ ℝ)
98adantl 481 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)) ∈ ℝ)
10 simprl 770 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘𝐴) ∈ ℝ)
11 simprr 772 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)
12 ovolun 25407 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (vol*‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ (𝐵 ⊆ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ≤ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
133, 10, 6, 11, 12syl22anc 838 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ≤ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
14 ovollecl 25391 . . . . . . 7 (((𝐴𝐵) ⊆ ℝ ∧ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)) ∈ ℝ ∧ (vol*‘(𝐴𝐵)) ≤ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ∈ ℝ)
157, 9, 13, 14syl3anc 1373 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ∈ ℝ)
16 mblsplit 25440 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) ⊆ ℝ ∧ (vol*‘(𝐴𝐵)) ∈ ℝ) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))))
171, 7, 15, 16syl3anc 1373 . . . . 5 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))))
18 simpl3 1194 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (𝐴𝐵) = ∅)
19 indir 4252 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) ∩ 𝐴) = ((𝐴𝐴) ∪ (𝐵𝐴))
20 inidm 4193 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝐴) = 𝐴
21 incom 4175 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵𝐴) = (𝐴𝐵)
2220, 21uneq12i 4132 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐴) ∪ (𝐵𝐴)) = (𝐴 ∪ (𝐴𝐵))
23 unabs 4231 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∪ (𝐴𝐵)) = 𝐴
2422, 23eqtri 2753 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐴) ∪ (𝐵𝐴)) = 𝐴
2519, 24eqtri 2753 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝐵) ∩ 𝐴) = 𝐴
2625a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝐴𝐵) = ∅ → ((𝐴𝐵) ∩ 𝐴) = 𝐴)
2726fveq2d 6865 . . . . . . 7 ((𝐴𝐵) = ∅ → (vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) = (vol*‘𝐴))
28 uncom 4124 . . . . . . . . . . 11 (𝐴𝐵) = (𝐵𝐴)
2928difeq1i 4088 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) ∖ 𝐴) = ((𝐵𝐴) ∖ 𝐴)
30 difun2 4447 . . . . . . . . . 10 ((𝐵𝐴) ∖ 𝐴) = (𝐵𝐴)
3129, 30eqtri 2753 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝐵) ∖ 𝐴) = (𝐵𝐴)
3221eqeq1i 2735 . . . . . . . . . 10 ((𝐵𝐴) = ∅ ↔ (𝐴𝐵) = ∅)
33 disj3 4420 . . . . . . . . . 10 ((𝐵𝐴) = ∅ ↔ 𝐵 = (𝐵𝐴))
3432, 33sylbb1 237 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝐵) = ∅ → 𝐵 = (𝐵𝐴))
3531, 34eqtr4id 2784 . . . . . . . 8 ((𝐴𝐵) = ∅ → ((𝐴𝐵) ∖ 𝐴) = 𝐵)
3635fveq2d 6865 . . . . . . 7 ((𝐴𝐵) = ∅ → (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴)) = (vol*‘𝐵))
3727, 36oveq12d 7408 . . . . . 6 ((𝐴𝐵) = ∅ → ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
3818, 37syl 17 . . . . 5 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
3917, 38eqtrd 2765 . . . 4 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
4039ex 412 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → (((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))))
41 mblvol 25438 . . . . . 6 (𝐴 ∈ dom vol → (vol‘𝐴) = (vol*‘𝐴))
4241eleq1d 2814 . . . . 5 (𝐴 ∈ dom vol → ((vol‘𝐴) ∈ ℝ ↔ (vol*‘𝐴) ∈ ℝ))
43 mblvol 25438 . . . . . 6 (𝐵 ∈ dom vol → (vol‘𝐵) = (vol*‘𝐵))
4443eleq1d 2814 . . . . 5 (𝐵 ∈ dom vol → ((vol‘𝐵) ∈ ℝ ↔ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ))
4542, 44bi2anan9 638 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → (((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ) ↔ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)))
46453adant3 1132 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → (((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ) ↔ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)))
47 unmbl 25445 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → (𝐴𝐵) ∈ dom vol)
48 mblvol 25438 . . . . . 6 ((𝐴𝐵) ∈ dom vol → (vol‘(𝐴𝐵)) = (vol*‘(𝐴𝐵)))
4947, 48syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → (vol‘(𝐴𝐵)) = (vol*‘(𝐴𝐵)))
5041, 43oveqan12d 7409 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
5149, 50eqeq12d 2746 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → ((vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)) ↔ (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))))
52513adant3 1132 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → ((vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)) ↔ (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))))
5340, 46, 523imtr4d 294 . 2 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → (((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ) → (vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵))))
5453imp 406 1 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2109  cdif 3914  cun 3915  cin 3916  wss 3917  c0 4299   class class class wbr 5110  dom cdm 5641  cfv 6514  (class class class)co 7390  cr 11074   + caddc 11078  cle 11216  vol*covol 25370  volcvol 25371
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  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 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-er 8674  df-map 8804  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-sup 9400  df-inf 9401  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-n0 12450  df-z 12537  df-uz 12801  df-q 12915  df-rp 12959  df-ioo 13317  df-ico 13319  df-icc 13320  df-fz 13476  df-fl 13761  df-seq 13974  df-exp 14034  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-ovol 25372  df-vol 25373
This theorem is referenced by:  volinun  25454  volfiniun  25455  volsup  25464  ovolioo  25476  ismblfin  37662  volioc  45977  volico  45988
  Copyright terms: Public domain W3C validator