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

Theorem volun 25779
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 1210 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐴 ∈ dom vol)
2 mblss 25765 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ dom vol → 𝐴 ⊆ ℝ)
31, 2syl 18 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4 simpl2 1211 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐵 ∈ dom vol)
5 mblss 25765 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ dom vol → 𝐵 ⊆ ℝ)
64, 5syl 18 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → 𝐵 ⊆ ℝ)
73, 6unssd 4141 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
8 readdcl 11211 . . . . . . . 8 (((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ) → ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)) ∈ ℝ)
98adantl 487 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)) ∈ ℝ)
10 simprl 783 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘𝐴) ∈ ℝ)
11 simprr 785 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)
12 ovolun 25733 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (vol*‘𝐴) ∈ ℝ) ∧ (𝐵 ⊆ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ≤ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
133, 10, 6, 11, 12syl22anc 852 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ≤ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
14 ovollecl 25717 . . . . . . 7 (((𝐴𝐵) ⊆ ℝ ∧ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)) ∈ ℝ ∧ (vol*‘(𝐴𝐵)) ≤ ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ∈ ℝ)
157, 9, 13, 14syl3anc 1398 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) ∈ ℝ)
16 mblsplit 25766 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) ⊆ ℝ ∧ (vol*‘(𝐴𝐵)) ∈ ℝ) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))))
171, 7, 15, 16syl3anc 1398 . . . . 5 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))))
18 simpl3 1212 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (𝐴𝐵) = ∅)
19 indir 4235 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) ∩ 𝐴) = ((𝐴𝐴) ∪ (𝐵𝐴))
20 inidm 4175 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝐴) = 𝐴
21 incom 4158 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵𝐴) = (𝐴𝐵)
2220, 21uneq12i 4116 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐴) ∪ (𝐵𝐴)) = (𝐴 ∪ (𝐴𝐵))
23 unabs 4214 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∪ (𝐴𝐵)) = 𝐴
2422, 23eqtri 2785 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐴) ∪ (𝐵𝐴)) = 𝐴
2519, 24eqtri 2785 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝐵) ∩ 𝐴) = 𝐴
2625a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝐴𝐵) = ∅ → ((𝐴𝐵) ∩ 𝐴) = 𝐴)
2726fveq2d 6886 . . . . . . 7 ((𝐴𝐵) = ∅ → (vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) = (vol*‘𝐴))
28 uncom 4108 . . . . . . . . . . 11 (𝐴𝐵) = (𝐵𝐴)
2928difeq1i 4073 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) ∖ 𝐴) = ((𝐵𝐴) ∖ 𝐴)
30 difun2 4440 . . . . . . . . . 10 ((𝐵𝐴) ∖ 𝐴) = (𝐵𝐴)
3129, 30eqtri 2785 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝐵) ∖ 𝐴) = (𝐵𝐴)
3221eqeq1i 2767 . . . . . . . . . 10 ((𝐵𝐴) = ∅ ↔ (𝐴𝐵) = ∅)
33 disj3 4410 . . . . . . . . . 10 ((𝐵𝐴) = ∅ ↔ 𝐵 = (𝐵𝐴))
3432, 33sylbb1 240 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝐵) = ∅ → 𝐵 = (𝐵𝐴))
3531, 34eqtr4id 2816 . . . . . . . 8 ((𝐴𝐵) = ∅ → ((𝐴𝐵) ∖ 𝐴) = 𝐵)
3635fveq2d 6886 . . . . . . 7 ((𝐴𝐵) = ∅ → (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴)) = (vol*‘𝐵))
3727, 36oveq12d 7435 . . . . . 6 ((𝐴𝐵) = ∅ → ((vol*‘((𝐴𝐵) ∩ 𝐴)) + (vol*‘((𝐴𝐵) ∖ 𝐴))) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
3818, 37syl 18 . . . . 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 2797 . . . 4 (((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) ∧ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
4039ex 418 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → (((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ) → (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))))
41 mblvol 25764 . . . . . 6 (𝐴 ∈ dom vol → (vol‘𝐴) = (vol*‘𝐴))
4241eleq1d 2847 . . . . 5 (𝐴 ∈ dom vol → ((vol‘𝐴) ∈ ℝ ↔ (vol*‘𝐴) ∈ ℝ))
43 mblvol 25764 . . . . . 6 (𝐵 ∈ dom vol → (vol‘𝐵) = (vol*‘𝐵))
4443eleq1d 2847 . . . . 5 (𝐵 ∈ dom vol → ((vol‘𝐵) ∈ ℝ ↔ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ))
4542, 44bi2anan9 650 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → (((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ) ↔ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)))
46453adant3 1150 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → (((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ) ↔ ((vol*‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol*‘𝐵) ∈ ℝ)))
47 unmbl 25771 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → (𝐴𝐵) ∈ dom vol)
48 mblvol 25764 . . . . . 6 ((𝐴𝐵) ∈ dom vol → (vol‘(𝐴𝐵)) = (vol*‘(𝐴𝐵)))
4947, 48syl 18 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → (vol‘(𝐴𝐵)) = (vol*‘(𝐴𝐵)))
5041, 43oveqan12d 7436 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵)))
5149, 50eqeq12d 2778 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol) → ((vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)) ↔ (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))))
52513adant3 1150 . . 3 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → ((vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵)) ↔ (vol*‘(𝐴𝐵)) = ((vol*‘𝐴) + (vol*‘𝐵))))
5340, 46, 523imtr4d 297 . 2 ((𝐴 ∈ dom vol ∧ 𝐵 ∈ dom vol ∧ (𝐴𝐵) = ∅) → (((vol‘𝐴) ∈ ℝ ∧ (vol‘𝐵) ∈ ℝ) → (vol‘(𝐴𝐵)) = ((vol‘𝐴) + (vol‘𝐵))))
5453imp 412 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
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2145  cdif 3899  cun 3900  cin 3901  wss 3902  c0 4282   class class class wbr 5107  dom cdm 5659  cfv 6537  (class class class)co 7417  cr 11127   + caddc 11131  cle 11272  vol*covol 25696  volcvol 25697
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205  ax-pre-sup 11206
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 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-er 8700  df-map 8832  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-sup 9416  df-inf 9417  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11900  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-n0 12533  df-z 12620  df-uz 12892  df-q 13002  df-rp 13047  df-ioo 13406  df-ico 13408  df-icc 13409  df-fz 13566  df-fl 13857  df-seq 14070  df-exp 14130  df-cj 15190  df-re 15191  df-im 15192  df-sqrt 15326  df-abs 15327  df-ovol 25698  df-vol 25699
This theorem is used by:  volinun  25780  volfiniun  25781  volsup  25790  ovolioo  25802  ismblfin  38418  volioc  46808  volico  46819
  Copyright terms: Public domain W3C validator