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 44833
Description: If a subset 𝐵 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 (𝜑𝐴𝑉)
vonvolmbllem.b (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
vonvolmbllem.e (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝒫 ℝ(vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))))
vonvolmbllem.x (𝜑𝑋 ⊆ (ℝ ↑m {𝐴}))
vonvolmbllem.y 𝑌 = 𝑓𝑋 ran 𝑓
Assertion
Ref Expression
vonvolmbllem (𝜑 → (((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴}))) +𝑒 ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴})))) = ((voln*‘{𝐴})‘𝑋))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓   𝑦,𝐵   𝑓,𝑋   𝑓,𝑌   𝑦,𝑌   𝜑,𝑓
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦)   𝐴(𝑦)   𝐵(𝑓)   𝑉(𝑦,𝑓)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem vonvolmbllem
StepHypRef Expression
1 nfcv 2905 . . . . . . . 8 𝑓𝑌
2 vonvolmbllem.a . . . . . . . 8 (𝜑𝐴𝑉)
3 vonvolmbllem.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋 ⊆ (ℝ ↑m {𝐴}))
4 vonvolmbllem.y . . . . . . . 8 𝑌 = 𝑓𝑋 ran 𝑓
51, 2, 3, 4ssmapsn 43373 . . . . . . 7 (𝜑𝑋 = (𝑌m {𝐴}))
65ineq1d 4169 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴})) = ((𝑌m {𝐴}) ∩ (𝐵m {𝐴})))
7 reex 11138 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ V
87a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ∈ V)
93sselda 3942 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑓𝑋) → 𝑓 ∈ (ℝ ↑m {𝐴}))
10 elmapi 8783 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 ∈ (ℝ ↑m {𝐴}) → 𝑓:{𝐴}⟶ℝ)
119, 10syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑓𝑋) → 𝑓:{𝐴}⟶ℝ)
1211frnd 6673 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑓𝑋) → ran 𝑓 ⊆ ℝ)
1312ralrimiva 3141 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ)
14 iunss 5003 . . . . . . . . . 10 ( 𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ ↔ ∀𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ)
1513, 14sylibr 233 . . . . . . . . 9 (𝜑 𝑓𝑋 ran 𝑓 ⊆ ℝ)
164, 15eqsstrid 3990 . . . . . . . 8 (𝜑𝑌 ⊆ ℝ)
178, 16ssexd 5279 . . . . . . 7 (𝜑𝑌 ∈ V)
18 vonvolmbllem.b . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 ⊆ ℝ)
198, 18ssexd 5279 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ V)
20 snex 5386 . . . . . . . 8 {𝐴} ∈ V
2120a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝐴} ∈ V)
2217, 19, 21inmap 43366 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑌m {𝐴}) ∩ (𝐵m {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑m {𝐴}))
236, 22eqtrd 2776 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑m {𝐴}))
2423fveq2d 6843 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴}))) = ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑m {𝐴})))
2516ssinss1d 43198 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌𝐵) ⊆ ℝ)
262, 25ovnovol 44832 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑m {𝐴})) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
2724, 26eqtrd 2776 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴}))) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
285difeq1d 4079 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴})) = ((𝑌m {𝐴}) ∖ (𝐵m {𝐴})))
2917, 19, 2difmapsn 43369 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑌m {𝐴}) ∖ (𝐵m {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑m {𝐴}))
3028, 29eqtrd 2776 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴})) = ((𝑌𝐵) ↑m {𝐴}))
3130fveq2d 6843 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴}))) = ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑m {𝐴})))
3216ssdifssd 4100 . . . . 5 (𝜑 → (𝑌𝐵) ⊆ ℝ)
332, 32ovnovol 44832 . . . 4 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘((𝑌𝐵) ↑m {𝐴})) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
3431, 33eqtrd 2776 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴}))) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
3527, 34oveq12d 7371 . 2 (𝜑 → (((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴}))) +𝑒 ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴})))) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
365fveq2d 6843 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘𝑋) = ((voln*‘{𝐴})‘(𝑌m {𝐴})))
372, 16ovnovol 44832 . . 3 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘(𝑌m {𝐴})) = (vol*‘𝑌))
3817, 16elpwd 4564 . . . 4 (𝜑𝑌 ∈ 𝒫 ℝ)
39 vonvolmbllem.e . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝒫 ℝ(vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))))
40 fveq2 6839 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑌 → (vol*‘𝑦) = (vol*‘𝑌))
41 ineq1 4163 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → (𝑦𝐵) = (𝑌𝐵))
4241fveq2d 6843 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑌 → (vol*‘(𝑦𝐵)) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
43 difeq1 4073 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → (𝑦𝐵) = (𝑌𝐵))
4443fveq2d 6843 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑌 → (vol*‘(𝑦𝐵)) = (vol*‘(𝑌𝐵)))
4542, 44oveq12d 7371 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑌 → ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
4640, 45eqeq12d 2752 . . . . 5 (𝑦 = 𝑌 → ((vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵))) ↔ (vol*‘𝑌) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵)))))
4746rspcva 3577 . . . 4 ((𝑌 ∈ 𝒫 ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ 𝒫 ℝ(vol*‘𝑦) = ((vol*‘(𝑦𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑦𝐵)))) → (vol*‘𝑌) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
4838, 39, 47syl2anc 584 . . 3 (𝜑 → (vol*‘𝑌) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
4936, 37, 483eqtrd 2780 . 2 (𝜑 → ((voln*‘{𝐴})‘𝑋) = ((vol*‘(𝑌𝐵)) +𝑒 (vol*‘(𝑌𝐵))))
5035, 49eqtr4d 2779 1 (𝜑 → (((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∩ (𝐵m {𝐴}))) +𝑒 ((voln*‘{𝐴})‘(𝑋 ∖ (𝐵m {𝐴})))) = ((voln*‘{𝐴})‘𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wral 3062  Vcvv 3443  cdif 3905  cin 3907  wss 3908  𝒫 cpw 4558  {csn 4584   ciun 4952  ran crn 5632  wf 6489  cfv 6493  (class class class)co 7353  m cmap 8761  cr 11046   +𝑒 cxad 13023  vol*covol 24810  voln*covoln 44709
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5240  ax-sep 5254  ax-nul 5261  ax-pow 5318  ax-pr 5382  ax-un 7668  ax-inf2 9573  ax-cnex 11103  ax-resscn 11104  ax-1cn 11105  ax-icn 11106  ax-addcl 11107  ax-addrcl 11108  ax-mulcl 11109  ax-mulrcl 11110  ax-mulcom 11111  ax-addass 11112  ax-mulass 11113  ax-distr 11114  ax-i2m1 11115  ax-1ne0 11116  ax-1rid 11117  ax-rnegex 11118  ax-rrecex 11119  ax-cnre 11120  ax-pre-lttri 11121  ax-pre-lttrn 11122  ax-pre-ltadd 11123  ax-pre-mulgt0 11124  ax-pre-sup 11125
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3406  df-v 3445  df-sbc 3738  df-csb 3854  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4560  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4864  df-int 4906  df-iun 4954  df-br 5104  df-opab 5166  df-mpt 5187  df-tr 5221  df-id 5529  df-eprel 5535  df-po 5543  df-so 5544  df-fr 5586  df-se 5587  df-we 5588  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6251  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6445  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-isom 6502  df-riota 7309  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-of 7613  df-om 7799  df-1st 7917  df-2nd 7918  df-frecs 8208  df-wrecs 8239  df-recs 8313  df-rdg 8352  df-1o 8408  df-2o 8409  df-er 8644  df-map 8763  df-pm 8764  df-ixp 8832  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-fi 9343  df-sup 9374  df-inf 9375  df-oi 9442  df-dju 9833  df-card 9871  df-pnf 11187  df-mnf 11188  df-xr 11189  df-ltxr 11190  df-le 11191  df-sub 11383  df-neg 11384  df-div 11809  df-nn 12150  df-2 12212  df-3 12213  df-n0 12410  df-z 12496  df-uz 12760  df-q 12866  df-rp 12908  df-xneg 13025  df-xadd 13026  df-xmul 13027  df-ioo 13260  df-ico 13262  df-icc 13263  df-fz 13417  df-fzo 13560  df-fl 13689  df-seq 13899  df-exp 13960  df-hash 14223  df-cj 14976  df-re 14977  df-im 14978  df-sqrt 15112  df-abs 15113  df-clim 15362  df-rlim 15363  df-sum 15563  df-prod 15781  df-rest 17296  df-topgen 17317  df-psmet 20773  df-xmet 20774  df-met 20775  df-bl 20776  df-mopn 20777  df-top 22227  df-topon 22244  df-bases 22280  df-cmp 22722  df-ovol 24812  df-vol 24813  df-sumge0 44536  df-ovoln 44710
This theorem is referenced by:  vonvolmbl  44834
  Copyright terms: Public domain W3C validator