Theorem ovnf 38379

Description: The Lebesgue outer measure is a function that maps sets to nonnegative extended reals. This is step (a)(i) of the proof of Proposition 115D (a) of [Fremlin1] p. 30. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Oct-2020.)

Hypothesis

Ref	Expression
ovnf.1	|- ( ph -> X e. Fin )

Assertion

Ref	Expression
ovnf	|- ( ph -> (voln* ` X ) : ~P ( RR ^m X ) --> ( 0 [,] +oo ) )

Proof of Theorem ovnf

Dummy variables i j k y z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0e0iccpnf 11740	. . . . 5 |- 0 e. ( 0 [,] +oo )
2	1	a1i 11	. . . 4 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> 0 e. ( 0 [,] +oo ) )
3		0xr 9684	. . . . . 6 |- 0 e. RR*
4	3	a1i 11	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> 0 e. RR* )
5		pnfxr 11409	. . . . . 6 |- +oo e. RR*
6	5	a1i 11	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> +oo e. RR* )
7		ovnf.1	. . . . . . 7 |- ( ph -> X e. Fin )
8	7	adantr 467	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> X e. Fin )
9		elpwi 3959	. . . . . . 7 |- ( y e. ~P ( RR ^m X ) -> y C_ ( RR ^m X ) )
10	9	adantl 468	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> y C_ ( RR ^m X ) )
11		eqid 2450	. . . . . 6 |- { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } = { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) }
12	8, 10, 11	ovnsupge0 38373	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } C_ ( 0 [,] +oo ) )
13	8, 10, 11	ovnpnfelsup 38375	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> +oo e. { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } )
14		ne0i 3736	. . . . . 6 |- ( +oo e. { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } -> { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } =/= (/) )
15	13, 14	syl 17	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } =/= (/) )
16	4, 6, 12, 15	inficc 37630	. . . 4 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) e. ( 0 [,] +oo ) )
17	2, 16	ifcld 3923	. . 3 |- ( ( ph /\ y e. ~P ( RR ^m X ) ) -> if ( X = (/) , 0 , inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) ) e. ( 0 [,] +oo ) )
18		eqid 2450	. . 3 |- ( y e. ~P ( RR ^m X ) |-> if ( X = (/) , 0 , inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) ) ) = ( y e. ~P ( RR ^m X ) |-> if ( X = (/) , 0 , inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) ) )
19	17, 18	fmptd 6044	. 2 |- ( ph -> ( y e. ~P ( RR ^m X ) |-> if ( X = (/) , 0 , inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) ) ) : ~P ( RR ^m X ) --> ( 0 [,] +oo ) )
20	7	ovnval 38356	. . 3 |- ( ph -> (voln* ` X ) = ( y e. ~P ( RR ^m X ) |-> if ( X = (/) , 0 , inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) ) ) )
21	20	feq1d 5712	. 2 |- ( ph -> ( (voln* ` X ) : ~P ( RR ^m X ) --> ( 0 [,] +oo ) <-> ( y e. ~P ( RR ^m X ) |-> if ( X = (/) , 0 , inf ( { z e. RR* | E. i e. ( ( ( RR X. RR ) ^m X ) ^m NN ) ( y C_ U_ j e. NN X_ k e. X ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) /\ z = (Σ^ ` ( j e. NN |-> prod_ k e. X ( vol ` ( ( [,) o. ( i ` j ) ) ` k ) ) ) ) ) } , RR* , < ) ) ) : ~P ( RR ^m X ) --> ( 0 [,] +oo ) ) )
22	19, 21	mpbird 236	1 |- ( ph -> (voln* ` X ) : ~P ( RR ^m X ) --> ( 0 [,] +oo ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 371   = wceq 1443   e. wcel 1886   =/= wne 2621   E.wrex 2737   {crab 2740   C_ wss 3403   (/)c0 3730   ifcif 3880   ~Pcpw 3950   U_ciun 4277   |-> cmpt 4460   X. cxp 4831   o. ccom 4837   -->wf 5577   ` cfv 5581  (class class class)co 6288   ^m cmap 7469   X_cixp 7519   Fincfn 7566  infcinf 7952   RRcr 9535   0cc0 9536   +oocpnf 9669   RR*cxr 9671   < clt 9672   NNcn 10606   [,)cico 11634   [,]cicc 11635   prod_cprod 13952   volcvol 22408  Σ^{^}csumge0 38198  voln^*covoln 38351

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1668  ax-4 1681  ax-5 1757  ax-6 1804  ax-7 1850  ax-8 1888  ax-9 1895  ax-10 1914  ax-11 1919  ax-12 1932  ax-13 2090  ax-ext 2430  ax-rep 4514  ax-sep 4524  ax-nul 4533  ax-pow 4580  ax-pr 4638  ax-un 6580  ax-inf2 8143  ax-cnex 9592  ax-resscn 9593  ax-1cn 9594  ax-icn 9595  ax-addcl 9596  ax-addrcl 9597  ax-mulcl 9598  ax-mulrcl 9599  ax-mulcom 9600  ax-addass 9601  ax-mulass 9602  ax-distr 9603  ax-i2m1 9604  ax-1ne0 9605  ax-1rid 9606  ax-rnegex 9607  ax-rrecex 9608  ax-cnre 9609  ax-pre-lttri 9610  ax-pre-lttrn 9611  ax-pre-ltadd 9612  ax-pre-mulgt0 9613  ax-pre-sup 9614

This theorem depends on definitions:  df-bi 189  df-or 372  df-an 373  df-3or 985  df-3an 986  df-tru 1446  df-fal 1449  df-ex 1663  df-nf 1667  df-sb 1797  df-eu 2302  df-mo 2303  df-clab 2437  df-cleq 2443  df-clel 2446  df-nfc 2580  df-ne 2623  df-nel 2624  df-ral 2741  df-rex 2742  df-reu 2743  df-rmo 2744  df-rab 2745  df-v 3046  df-sbc 3267  df-csb 3363  df-dif 3406  df-un 3408  df-in 3410  df-ss 3417  df-pss 3419  df-nul 3731  df-if 3881  df-pw 3952  df-sn 3968  df-pr 3970  df-tp 3972  df-op 3974  df-uni 4198  df-int 4234  df-iun 4279  df-br 4402  df-opab 4461  df-mpt 4462  df-tr 4497  df-eprel 4744  df-id 4748  df-po 4754  df-so 4755  df-fr 4792  df-se 4793  df-we 4794  df-xp 4839  df-rel 4840  df-cnv 4841  df-co 4842  df-dm 4843  df-rn 4844  df-res 4845  df-ima 4846  df-pred 5379  df-ord 5425  df-on 5426  df-lim 5427  df-suc 5428  df-iota 5545  df-fun 5583  df-fn 5584  df-f 5585  df-f1 5586  df-fo 5587  df-f1o 5588  df-fv 5589  df-isom 5590  df-riota 6250  df-ov 6291  df-oprab 6292  df-mpt2 6293  df-of 6528  df-om 6690  df-1st 6790  df-2nd 6791  df-wrecs 7025  df-recs 7087  df-rdg 7125  df-1o 7179  df-2o 7180  df-oadd 7183  df-er 7360  df-map 7471  df-pm 7472  df-ixp 7520  df-en 7567  df-dom 7568  df-sdom 7569  df-fin 7570  df-fi 7922  df-sup 7953  df-inf 7954  df-oi 8022  df-card 8370  df-cda 8595  df-pnf 9674  df-mnf 9675  df-xr 9676  df-ltxr 9677  df-le 9678  df-sub 9859  df-neg 9860  df-div 10267  df-nn 10607  df-2 10665  df-3 10666  df-n0 10867  df-z 10935  df-uz 11157  df-q 11262  df-rp 11300  df-xneg 11406  df-xadd 11407  df-xmul 11408  df-ioo 11636  df-ico 11638  df-icc 11639  df-fz 11782  df-fzo 11913  df-fl 12025  df-seq 12211  df-exp 12270  df-hash 12513  df-cj 13155  df-re 13156  df-im 13157  df-sqrt 13291  df-abs 13292  df-clim 13545  df-rlim 13546  df-sum 13746  df-prod 13953  df-rest 15314  df-topgen 15335  df-psmet 18955  df-xmet 18956  df-met 18957  df-bl 18958  df-mopn 18959  df-top 19914  df-bases 19915  df-topon 19916  df-cmp 20395  df-ovol 22409  df-vol 22411  df-sumge0 38199  df-ovoln 38352

This theorem is referenced by:  ovn0  38382  ovncl  38383  ovn02  38384  ovnome  38389  dmovn  38420  hspmbl  38445