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 45961
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 2898 . . . . . . . 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 44502 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 = (π‘Œ ↑m {𝐴}))
65ineq1d 4207 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ↑m {𝐴}) ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})))
7 reex 11215 . . . . . . . . 9 ℝ ∈ V
87a1i 11 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ℝ ∈ V)
93sselda 3978 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝑋) β†’ 𝑓 ∈ (ℝ ↑m {𝐴}))
10 elmapi 8857 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 ∈ (ℝ ↑m {𝐴}) β†’ 𝑓:{𝐴}βŸΆβ„)
119, 10syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝑋) β†’ 𝑓:{𝐴}βŸΆβ„)
1211frnd 6724 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑓 ∈ 𝑋) β†’ ran 𝑓 βŠ† ℝ)
1312ralrimiva 3141 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘“ ∈ 𝑋 ran 𝑓 βŠ† ℝ)
14 iunss 5042 . . . . . . . . . 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 4026 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ π‘Œ βŠ† ℝ)
178, 16ssexd 5318 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ V)
18 vonvolmbllem.b . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐡 βŠ† ℝ)
198, 18ssexd 5318 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ V)
20 snex 5427 . . . . . . . 8 {𝐴} ∈ V
2120a1i 11 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ {𝐴} ∈ V)
2217, 19, 21inmap 44495 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((π‘Œ ↑m {𝐴}) ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴}))
236, 22eqtrd 2767 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴}))
2423fveq2d 6895 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴})))
2516ssinss1d 44325 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘Œ ∩ 𝐡) βŠ† ℝ)
262, 25ovnovol 45960 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ ∩ 𝐡) ↑m {𝐴})) = (vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)))
2724, 26eqtrd 2767 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 ∩ (𝐡 ↑m {𝐴}))) = (vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)))
285difeq1d 4117 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ ↑m {𝐴}) βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})))
2917, 19, 2difmapsn 44498 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((π‘Œ ↑m {𝐴}) βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴}))
3028, 29eqtrd 2767 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴})) = ((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴}))
3130fveq2d 6895 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴}))) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴})))
3216ssdifssd 4138 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (π‘Œ βˆ– 𝐡) βŠ† ℝ)
332, 32ovnovol 45960 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜((π‘Œ βˆ– 𝐡) ↑m {𝐴})) = (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))
3431, 33eqtrd 2767 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(𝑋 βˆ– (𝐡 ↑m {𝐴}))) = (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))
3527, 34oveq12d 7432 . 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 6895 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜π‘‹) = ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(π‘Œ ↑m {𝐴})))
372, 16ovnovol 45960 . . 3 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜(π‘Œ ↑m {𝐴})) = (vol*β€˜π‘Œ))
3817, 16elpwd 4604 . . . 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 6891 . . . . . 6 (𝑦 = π‘Œ β†’ (vol*β€˜π‘¦) = (vol*β€˜π‘Œ))
41 ineq1 4201 . . . . . . . 8 (𝑦 = π‘Œ β†’ (𝑦 ∩ 𝐡) = (π‘Œ ∩ 𝐡))
4241fveq2d 6895 . . . . . . 7 (𝑦 = π‘Œ β†’ (vol*β€˜(𝑦 ∩ 𝐡)) = (vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)))
43 difeq1 4111 . . . . . . . 8 (𝑦 = π‘Œ β†’ (𝑦 βˆ– 𝐡) = (π‘Œ βˆ– 𝐡))
4443fveq2d 6895 . . . . . . 7 (𝑦 = π‘Œ β†’ (vol*β€˜(𝑦 βˆ– 𝐡)) = (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡)))
4542, 44oveq12d 7432 . . . . . 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 2743 . . . . 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 3605 . . . 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 583 . . 3 (πœ‘ β†’ (vol*β€˜π‘Œ) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
4936, 37, 483eqtrd 2771 . 2 (πœ‘ β†’ ((voln*β€˜{𝐴})β€˜π‘‹) = ((vol*β€˜(π‘Œ ∩ 𝐡)) +𝑒 (vol*β€˜(π‘Œ βˆ– 𝐡))))
5035, 49eqtr4d 2770 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 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  βˆ€wral 3056  Vcvv 3469   βˆ– cdif 3941   ∩ cin 3943   βŠ† wss 3944  π’« cpw 4598  {csn 4624  βˆͺ ciun 4991  ran crn 5673  βŸΆwf 6538  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7414   ↑m cmap 8834  β„cr 11123   +𝑒 cxad 13108  vol*covol 25365  voln*covoln 45837
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7732  ax-inf2 9650  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201  ax-pre-sup 11202
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-se 5628  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7677  df-om 7863  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8478  df-2o 8479  df-er 8716  df-map 8836  df-pm 8837  df-ixp 8906  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fi 9420  df-sup 9451  df-inf 9452  df-oi 9519  df-dju 9910  df-card 9948  df-pnf 11266  df-mnf 11267  df-xr 11268  df-ltxr 11269  df-le 11270  df-sub 11462  df-neg 11463  df-div 11888  df-nn 12229  df-2 12291  df-3 12292  df-n0 12489  df-z 12575  df-uz 12839  df-q 12949  df-rp 12993  df-xneg 13110  df-xadd 13111  df-xmul 13112  df-ioo 13346  df-ico 13348  df-icc 13349  df-fz 13503  df-fzo 13646  df-fl 13775  df-seq 13985  df-exp 14045  df-hash 14308  df-cj 15064  df-re 15065  df-im 15066  df-sqrt 15200  df-abs 15201  df-clim 15450  df-rlim 15451  df-sum 15651  df-prod 15868  df-rest 17389  df-topgen 17410  df-psmet 21251  df-xmet 21252  df-met 21253  df-bl 21254  df-mopn 21255  df-top 22770  df-topon 22787  df-bases 22823  df-cmp 23265  df-ovol 25367  df-vol 25368  df-sumge0 45664  df-ovoln 45838
This theorem is referenced by:  vonvolmbl  45962
  Copyright terms: Public domain W3C validator