Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  vonvolmbllem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vonvolmbllem 46107
Description: If a subset 𝐡 of real numbers is Lebesgue measurable, then its corresponding 1-dimensional set is measurable w.r.t. the n-dimensional Lebesgue measure, (with 𝑛 equal to 1). (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
vonvolmbllem.a (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑉)
vonvolmbllem.b (πœ‘ β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
vonvolmbllem.e (πœ‘ β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝒫 ℝ(vol*β€˜π‘¦) = ((vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡))))
vonvolmbllem.x (πœ‘ β†’ 𝑋 βŠ† (ℝ ↑m {𝐴}))
vonvolmbllem.y π‘Œ = βˆͺ 𝑓 ∈ 𝑋 ran 𝑓
Assertion
Ref Expression
vonvolmbllem (πœ‘ β†’ (((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) +𝑒 ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})))) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜π‘‹))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓   𝑦,𝐡   𝑓,𝑋   𝑓,π‘Œ   𝑦,π‘Œ   πœ‘,𝑓
Allowed substitution hints:   πœ‘(𝑦)   𝐴(𝑦)   𝐡(𝑓)   𝑉(𝑦,𝑓)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem vonvolmbllem
StepHypRef Expression
1 nfcv 2892 . . . . . . . 8 β„²π‘“π‘Œ
2 vonvolmbllem.a . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑉)
3 vonvolmbllem.x . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑋 βŠ† (ℝ ↑m {𝐴}))
4 vonvolmbllem.y . . . . . . . 8 π‘Œ = βˆͺ 𝑓 ∈ 𝑋 ran 𝑓
51, 2, 3, 4ssmapsn 44649 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 = (π‘Œ ↑m {𝐴}))
65ineq1d 4206 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ↑m {𝐴}) ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})))
7 reex 11224 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ V
87a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ℝ ∈ V)
93sselda 3973 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝑋) β†’ 𝑓 ∈ (ℝ ↑m {𝐴}))
10 elmapi 8861 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 ∈ (ℝ ↑m {𝐴}) β†’ 𝑓:{𝐴}βŸΆβ„)
119, 10syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝑋) β†’ 𝑓:{𝐴}βŸΆβ„)
1211frnd 6725 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝑋) β†’ ran 𝑓 βŠ† ℝ)
1312ralrimiva 3136 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘“ ∈ 𝑋 ran 𝑓 βŠ† ℝ)
14 iunss 5044 . . . . . . . . . 10 (βˆͺ 𝑓 ∈ 𝑋 ran 𝑓 βŠ† ℝ ↔ βˆ€π‘“ ∈ 𝑋 ran 𝑓 βŠ† ℝ)
1513, 14sylibr 233 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ βˆͺ 𝑓 ∈ 𝑋 ran 𝑓 βŠ† ℝ)
164, 15eqsstrid 4022 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ π‘Œ βŠ† ℝ)
178, 16ssexd 5320 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ V)
18 vonvolmbllem.b . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
198, 18ssexd 5320 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ V)
20 snex 5428 . . . . . . . 8 {𝐴} ∈ V
2120a1i 11 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ {𝐴} ∈ V)
2217, 19, 21inmap 44642 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((π‘Œ ↑m {𝐴}) ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴}))
236, 22eqtrd 2765 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴}))
2423fveq2d 6894 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴})))
2516ssinss1d 44473 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘Œ ∩ 𝐡) βŠ† ℝ)
262, 25ovnovol 46106 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴})) = (vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)))
2724, 26eqtrd 2765 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) = (vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)))
285difeq1d 4114 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ↑m {𝐴}) βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})))
2917, 19, 2difmapsn 44645 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((π‘Œ ↑m {𝐴}) βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴}))
3028, 29eqtrd 2765 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴}))
3130fveq2d 6894 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴}))) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴})))
3216ssdifssd 4136 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘Œ βˆ– 𝐡) βŠ† ℝ)
332, 32ovnovol 46106 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴})) = (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))
3431, 33eqtrd 2765 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴}))) = (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))
3527, 34oveq12d 7431 . 2 (πœ‘ β†’ (((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) +𝑒 ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})))) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
365fveq2d 6894 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜π‘‹) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(π‘Œ ↑m {𝐴})))
372, 16ovnovol 46106 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(π‘Œ ↑m {𝐴})) = (vol*β€˜π‘Œ))
3817, 16elpwd 4605 . . . 4 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ 𝒫 ℝ)
39 vonvolmbllem.e . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝒫 ℝ(vol*β€˜π‘¦) = ((vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡))))
40 fveq2 6890 . . . . . 6 (𝑦 = π‘Œ β†’ (vol*β€˜π‘¦) = (vol*β€˜π‘Œ))
41 ineq1 4200 . . . . . . . 8 (𝑦 = π‘Œ β†’ (𝑦 ∩ 𝐡) = (π‘Œ ∩ 𝐡))
4241fveq2d 6894 . . . . . . 7 (𝑦 = π‘Œ β†’ (vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) = (vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)))
43 difeq1 4108 . . . . . . . 8 (𝑦 = π‘Œ β†’ (𝑦 βˆ– 𝐡) = (π‘Œ βˆ– 𝐡))
4443fveq2d 6894 . . . . . . 7 (𝑦 = π‘Œ β†’ (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡)) = (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))
4542, 44oveq12d 7431 . . . . . 6 (𝑦 = π‘Œ β†’ ((vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡))) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
4640, 45eqeq12d 2741 . . . . 5 (𝑦 = π‘Œ β†’ ((vol*β€˜π‘¦) = ((vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡))) ↔ (vol*β€˜π‘Œ) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))))
4746rspcva 3601 . . . 4 ((π‘Œ ∈ 𝒫 ℝ ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝒫 ℝ(vol*β€˜π‘¦) = ((vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡)))) β†’ (vol*β€˜π‘Œ) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
4838, 39, 47syl2anc 582 . . 3 (πœ‘ β†’ (vol*β€˜π‘Œ) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
4936, 37, 483eqtrd 2769 . 2 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜π‘‹) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
5035, 49eqtr4d 2768 1 (πœ‘ β†’ (((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) +𝑒 ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})))) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜π‘‹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3051  Vcvv 3463   βˆ– cdif 3938   ∩ cin 3940   βŠ† wss 3941  π’« cpw 4599  {csn 4625  βˆͺ ciun 4992  ran crn 5674  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7413   ↑m cmap 8838  β„cr 11132   +𝑒 cxad 13117  vol*covol 25404  voln*covoln 45983
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5281  ax-sep 5295  ax-nul 5302  ax-pow 5360  ax-pr 5424  ax-un 7735  ax-inf2 9659  ax-cnex 11189  ax-resscn 11190  ax-1cn 11191  ax-icn 11192  ax-addcl 11193  ax-addrcl 11194  ax-mulcl 11195  ax-mulrcl 11196  ax-mulcom 11197  ax-addass 11198  ax-mulass 11199  ax-distr 11200  ax-i2m1 11201  ax-1ne0 11202  ax-1rid 11203  ax-rnegex 11204  ax-rrecex 11205  ax-cnre 11206  ax-pre-lttri 11207  ax-pre-lttrn 11208  ax-pre-ltadd 11209  ax-pre-mulgt0 11210  ax-pre-sup 11211
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3961  df-nul 4320  df-if 4526  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4905  df-int 4946  df-iun 4994  df-br 5145  df-opab 5207  df-mpt 5228  df-tr 5262  df-id 5571  df-eprel 5577  df-po 5585  df-so 5586  df-fr 5628  df-se 5629  df-we 5630  df-xp 5679  df-rel 5680  df-cnv 5681  df-co 5682  df-dm 5683  df-rn 5684  df-res 5685  df-ima 5686  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7369  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7679  df-om 7866  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8718  df-map 8840  df-pm 8841  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fi 9429  df-sup 9460  df-inf 9461  df-oi 9528  df-dju 9919  df-card 9957  df-pnf 11275  df-mnf 11276  df-xr 11277  df-ltxr 11278  df-le 11279  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11897  df-nn 12238  df-2 12300  df-3 12301  df-n0 12498  df-z 12584  df-uz 12848  df-q 12958  df-rp 13002  df-xneg 13119  df-xadd 13120  df-xmul 13121  df-ioo 13355  df-ico 13357  df-icc 13358  df-fz 13512  df-fzo 13655  df-fl 13784  df-seq 13994  df-exp 14054  df-hash 14317  df-cj 15073  df-re 15074  df-im 15075  df-sqrt 15209  df-abs 15210  df-clim 15459  df-rlim 15460  df-sum 15660  df-prod 15877  df-rest 17398  df-topgen 17419  df-psmet 21270  df-xmet 21271  df-met 21272  df-bl 21273  df-mopn 21274  df-top 22809  df-topon 22826  df-bases 22862  df-cmp 23304  df-ovol 25406  df-vol 25407  df-sumge0 45810  df-ovoln 45984
This theorem is referenced by:  vonvolmbl  46108
  Copyright terms: Public domain W3C validator