Theorem inelcarsg 29700

Description: The Caratheodory measurable sets are closed under intersection. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
carsgval.1	⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ 𝑉)
carsgval.2	⊢ (𝜑 → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
difelcarsg.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
inelcarsg.1	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ 𝑏 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
inelcarsg.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))

Assertion

Ref	Expression
inelcarsg	⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))

Distinct variable groups:   𝑀,𝑎   𝑂,𝑎   𝜑,𝑎   𝐴,𝑎,𝑏   𝐵,𝑎,𝑏   𝑀,𝑏   𝑂,𝑏   𝜑,𝑏

Allowed substitution hints:   𝑉(𝑎,𝑏)

Proof of Theorem inelcarsg

Dummy variables 𝑒 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		difelcarsg.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
2		carsgval.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ 𝑉)
3		carsgval.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
4	2, 3	elcarsg 29694	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))))
5	1, 4	mpbid 221	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒)))
6	5	simpld 474	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝑂)
7		ssinss1 3803	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝑂 → (𝐴 ∩ 𝐵) ⊆ 𝑂)
8	6, 7	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) ⊆ 𝑂)
9		iccssxr 12127	. . . . . . . . 9 ⊢ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
10	3	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → 𝑀:𝒫 𝑂⟶(0[,]+∞))
11		simpr 476	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂)
12	11	elpwdifcl 28742	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∈ 𝒫 𝑂)
13	10, 12	ffvelrnd 6268	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))) ∈ (0[,]+∞))
14	9, 13	sseldi 3566	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))) ∈ ℝ*)
15	11	elpwincl1 28741	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑒 ∩ 𝐴) ∈ 𝒫 𝑂)
16	15	elpwdifcl 28742	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∈ 𝒫 𝑂)
17	10, 16	ffvelrnd 6268	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
18	9, 17	sseldi 3566	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) ∈ ℝ*)
19	11	elpwdifcl 28742	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑒 ∖ 𝐴) ∈ 𝒫 𝑂)
20	10, 19	ffvelrnd 6268	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)) ∈ (0[,]+∞))
21	9, 20	sseldi 3566	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)) ∈ ℝ*)
22	18, 21	xaddcld 12003	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) ∈ ℝ*)
23	11	elpwincl1 28741	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∈ 𝒫 𝑂)
24	10, 23	ffvelrnd 6268	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) ∈ (0[,]+∞))
25	9, 24	sseldi 3566	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) ∈ ℝ*)
26		indifundif 28740	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴)) = (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))
27	26	fveq2i 6106	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))
28		inelcarsg.1	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ 𝑏 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
29	28	3expb 1258	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ 𝑏 ∈ 𝒫 𝑂)) → (𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
30	29	ralrimivva 2954	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝒫 𝑂∀𝑏 ∈ 𝒫 𝑂(𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
31	30	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ∀𝑎 ∈ 𝒫 𝑂∀𝑏 ∈ 𝒫 𝑂(𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
32		uneq1 3722	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑎 = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) → (𝑎 ∪ 𝑏) = (((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ 𝑏))
33	32	fveq2d 6107	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑎 = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) → (𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) = (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ 𝑏)))
34		fveq2 6103	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑎 = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) → (𝑀‘𝑎) = (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)))
35	34	oveq1d 6564	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑎 = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) → ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) = ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
36	33, 35	breq12d 4596	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) → ((𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) ↔ (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘𝑏))))
37		uneq2 3723	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ 𝐴) → (((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ 𝑏) = (((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴)))
38	37	fveq2d 6107	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ 𝐴) → (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ 𝑏)) = (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴))))
39		fveq2 6103	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ 𝐴) → (𝑀‘𝑏) = (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))
40	39	oveq2d 6565	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ 𝐴) → ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) = ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
41	38, 40	breq12d 4596	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ 𝐴) → ((𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) ↔ (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴))) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
42	36, 41	rspc2v 3293	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∈ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑒 ∖ 𝐴) ∈ 𝒫 𝑂) → (∀𝑎 ∈ 𝒫 𝑂∀𝑏 ∈ 𝒫 𝑂(𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) → (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴))) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
43	42	imp 444	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∈ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑒 ∖ 𝐴) ∈ 𝒫 𝑂) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝒫 𝑂∀𝑏 ∈ 𝒫 𝑂(𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏))) → (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴))) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
44	16, 19, 31, 43	syl21anc 1317	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵) ∪ (𝑒 ∖ 𝐴))) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
45	27, 44	syl5eqbrr 4619	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
46		xleadd2a 11956	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))) ∈ ℝ* ∧ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) ∈ ℝ* ∧ (𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) ∈ ℝ*) ∧ (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))) ≤ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
47	14, 22, 25, 45, 46	syl31anc 1321	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
48		inelcarsg.2	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (toCaraSiga‘𝑀))
49	2, 3	elcarsg 29694	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ (𝐵 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓))))
50	48, 49	mpbid 221	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓)))
51	50	simprd 478	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓))
52	51	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓))
53		ineq1 3769	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → (𝑓 ∩ 𝐵) = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵))
54	53	fveq2d 6107	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → (𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) = (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)))
55		difeq1 3683	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → (𝑓 ∖ 𝐵) = ((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))
56	55	fveq2d 6107	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵)) = (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)))
57	54, 56	oveq12d 6567	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → ((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))))
58		fveq2 6103	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → (𝑀‘𝑓) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)))
59	57, 58	eqeq12d 2625	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴) → (((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓) ↔ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴))))
60	59	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) ∧ 𝑓 = (𝑒 ∩ 𝐴)) → (((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓) ↔ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴))))
61	15, 60	rspcdv 3285	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑓 ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑓 ∖ 𝐵))) = (𝑀‘𝑓) → ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴))))
62	52, 61	mpd 15	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) = (𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)))
63	62	oveq1d 6564	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = ((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
64	15	elpwincl1 28741	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵) ∈ 𝒫 𝑂)
65	10, 64	ffvelrnd 6268	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
66		xrge0addass 29021	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞) ∧ (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞) ∧ (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)) ∈ (0[,]+∞)) → (((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
67	65, 17, 20, 66	syl3anc 1318	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
68		inass 3785	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵) = (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))
69	68	fveq2i 6106	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) = (𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)))
70	69	oveq1i 6559	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))) = ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))))
71	67, 70	syl6eq 2660	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∩ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))))
72	5	simprd 478	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))
73	72	r19.21bi 2916	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ 𝐴)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴))) = (𝑀‘𝑒))
74	63, 71, 73	3eqtr3d 2652	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 ((𝑀‘((𝑒 ∩ 𝐴) ∖ 𝐵)) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ 𝐴)))) = (𝑀‘𝑒))
75	47, 74	breqtrd 4609	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ (𝑀‘𝑒))
76		inundif 3998	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))) = 𝑒
77	76	fveq2i 6106	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒)
78		uneq1 3722	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) → (𝑎 ∪ 𝑏) = ((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ 𝑏))
79	78	fveq2d 6107	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑎 = (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) → (𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) = (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ 𝑏)))
80		fveq2 6103	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) → (𝑀‘𝑎) = (𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))))
81	80	oveq1d 6564	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑎 = (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) → ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) = ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘𝑏)))
82	79, 81	breq12d 4596	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 = (𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) → ((𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) ↔ (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘𝑏))))
83		uneq2 3723	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) → ((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ 𝑏) = ((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))))
84	83	fveq2d 6107	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) → (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ 𝑏)) = (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))
85		fveq2 6103	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) → (𝑀‘𝑏) = (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))))
86	85	oveq2d 6565	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) = ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))
87	84, 86	breq12d 4596	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) → ((𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) ↔ (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))))))
88	82, 87	rspc2v 3293	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∈ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∈ 𝒫 𝑂) → (∀𝑎 ∈ 𝒫 𝑂∀𝑏 ∈ 𝒫 𝑂(𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏)) → (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))))))
89	88	imp 444	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∈ 𝒫 𝑂 ∧ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∈ 𝒫 𝑂) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝒫 𝑂∀𝑏 ∈ 𝒫 𝑂(𝑀‘(𝑎 ∪ 𝑏)) ≤ ((𝑀‘𝑎) +𝑒 (𝑀‘𝑏))) → (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))
90	23, 12, 31, 89	syl21anc 1317	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘((𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∪ (𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))
91	77, 90	syl5eqbrr 4619	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑒) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))
92	75, 91	jca 553	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ (𝑀‘𝑒) ∧ (𝑀‘𝑒) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵))))))
93	25, 14	xaddcld 12003	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ∈ ℝ*)
94	3	ffvelrnda 6267	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑒) ∈ (0[,]+∞))
95	9, 94	sseldi 3566	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (𝑀‘𝑒) ∈ ℝ*)
96		xrletri3 11861	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ∈ ℝ* ∧ (𝑀‘𝑒) ∈ ℝ*) → (((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒) ↔ (((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ (𝑀‘𝑒) ∧ (𝑀‘𝑒) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))))
97	93, 95, 96	syl2anc 691	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → (((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒) ↔ (((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) ≤ (𝑀‘𝑒) ∧ (𝑀‘𝑒) ≤ ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))))))
98	92, 97	mpbird 246	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂) → ((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒))
99	98	ralrimiva 2949	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒))
100	8, 99	jca 553	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 ∩ 𝐵) ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒)))
101	2, 3	elcarsg 29694	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 ∩ 𝐵) ∈ (toCaraSiga‘𝑀) ↔ ((𝐴 ∩ 𝐵) ⊆ 𝑂 ∧ ∀𝑒 ∈ 𝒫 𝑂((𝑀‘(𝑒 ∩ (𝐴 ∩ 𝐵))) +𝑒 (𝑀‘(𝑒 ∖ (𝐴 ∩ 𝐵)))) = (𝑀‘𝑒))))
102	100, 101	mpbird 246	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ 𝐵) ∈ (toCaraSiga‘𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896   ∖ cdif 3537   ∪ cun 3538   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  𝒫 cpw 4108   class class class wbr 4583  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  0cc0 9815  +∞cpnf 9950  ℝ^*cxr 9952   ≤ cle 9954   +_𝑒 cxad 11820  [,]cicc 12049  toCaraSigaccarsg 29690

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-xadd 11823  df-icc 12053  df-carsg 29691

This theorem is referenced by:  unelcarsg  29701  difelcarsg2  29702