Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iunmbl2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem iunmbl2 23132
 Description: The measurable sets are closed under countable union. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Mar-2014.)
Assertion
Ref Expression
iunmbl2 ((𝐴 ≼ ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
Distinct variable group:   𝐴,𝑛
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑛)

Proof of Theorem iunmbl2
Dummy variables 𝑓 𝑘 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 brdom2 7871 . . 3 (𝐴 ≼ ℕ ↔ (𝐴 ≺ ℕ ∨ 𝐴 ≈ ℕ))
2 nnenom 12641 . . . . . 6 ℕ ≈ ω
3 sdomentr 7979 . . . . . 6 ((𝐴 ≺ ℕ ∧ ℕ ≈ ω) → 𝐴 ≺ ω)
42, 3mpan2 703 . . . . 5 (𝐴 ≺ ℕ → 𝐴 ≺ ω)
5 isfinite 8432 . . . . . 6 (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝐴 ≺ ω)
6 finiunmbl 23119 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
76ex 449 . . . . . 6 (𝐴 ∈ Fin → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
85, 7sylbir 224 . . . . 5 (𝐴 ≺ ω → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
94, 8syl 17 . . . 4 (𝐴 ≺ ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
10 bren 7850 . . . . 5 (𝐴 ≈ ℕ ↔ ∃𝑓 𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ)
11 nfv 1830 . . . . . . . . . . . . 13 𝑛 𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ
12 nfcv 2751 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑛
13 nfcsb1v 3515 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑛(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵
1413nfcri 2745 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑛 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵
1512, 14nfrex 2990 . . . . . . . . . . . . 13 𝑛𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵
16 f1of 6050 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → 𝑓:𝐴⟶ℕ)
1716ffvelrnda 6267 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴) → (𝑓𝑛) ∈ ℕ)
18173adant3 1074 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → (𝑓𝑛) ∈ ℕ)
19 simp3 1056 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
20 f1ocnvfv1 6432 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴) → (𝑓‘(𝑓𝑛)) = 𝑛)
21203adant3 1074 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → (𝑓‘(𝑓𝑛)) = 𝑛)
2221eqcomd 2616 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝑛 = (𝑓‘(𝑓𝑛)))
23 csbeq1a 3508 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) → 𝐵 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝐵 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
2519, 24eleqtrd 2690 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → 𝑥(𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
26 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = (𝑓𝑛) → (𝑓𝑘) = (𝑓‘(𝑓𝑛)))
2726csbeq1d 3506 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 = (𝑓𝑛) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 = (𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵)
2827eleq2d 2673 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 = (𝑓𝑛) → (𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵𝑥(𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵))
2928rspcev 3282 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓𝑛) ∈ ℕ ∧ 𝑥(𝑓‘(𝑓𝑛)) / 𝑛𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
3018, 25, 29syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑛𝐴𝑥𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
31303exp 1256 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (𝑛𝐴 → (𝑥𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)))
3211, 15, 31rexlimd 3008 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∃𝑛𝐴 𝑥𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
33 f1ocnvdm 6440 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) ∈ 𝐴)
34 csbeq1a 3508 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 = (𝑓𝑘) → 𝐵 = (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
3534eleq2d 2673 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = (𝑓𝑘) → (𝑥𝐵𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
3614, 35rspce 3277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑓𝑘) ∈ 𝐴𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵) → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵)
3736ex 449 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑓𝑘) ∈ 𝐴 → (𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵))
3833, 37syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵))
3938rexlimdva 3013 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 → ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵))
4032, 39impbid 201 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∃𝑛𝐴 𝑥𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
41 eliun 4460 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 𝑛𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑛𝐴 𝑥𝐵)
42 eliun 4460 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ↔ ∃𝑘 ∈ ℕ 𝑥(𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
4340, 41, 423bitr4g 302 . . . . . . . . . 10 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (𝑥 𝑛𝐴 𝐵𝑥 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵))
4443eqrdv 2608 . . . . . . . . 9 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → 𝑛𝐴 𝐵 = 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
4544adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 = 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵)
46 rspcsbela 3958 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑓𝑘) ∈ 𝐴 ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
4733, 46sylan 487 . . . . . . . . . . 11 (((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
4847an32s 842 . . . . . . . . . 10 (((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
4948ralrimiva 2949 . . . . . . . . 9 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
50 iunmbl 23128 . . . . . . . . 9 (∀𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol → 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
5149, 50syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑘 ∈ ℕ (𝑓𝑘) / 𝑛𝐵 ∈ dom vol)
5245, 51eqeltrd 2688 . . . . . . 7 ((𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
5352ex 449 . . . . . 6 (𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
5453exlimiv 1845 . . . . 5 (∃𝑓 𝑓:𝐴1-1-onto→ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
5510, 54sylbi 206 . . . 4 (𝐴 ≈ ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
569, 55jaoi 393 . . 3 ((𝐴 ≺ ℕ ∨ 𝐴 ≈ ℕ) → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
571, 56sylbi 206 . 2 (𝐴 ≼ ℕ → (∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol))
5857imp 444 1 ((𝐴 ≼ ℕ ∧ ∀𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol) → 𝑛𝐴 𝐵 ∈ dom vol)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∨ wo 382   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475  ∃wex 1695   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896  ∃wrex 2897  ⦋csb 3499  ∪ ciun 4455   class class class wbr 4583  ◡ccnv 5037  dom cdm 5038  –1-1-onto→wf1o 5803  ‘cfv 5804  ωcom 6957   ≈ cen 7838   ≼ cdom 7839   ≺ csdm 7840  Fincfn 7841  ℕcn 10897  volcvol 23039 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-inf2 8421  ax-cc 9140  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  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  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-rmo 2904  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-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-disj 4554  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  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-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  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-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xadd 11823  df-ioo 12050  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-xmet 19560  df-met 19561  df-ovol 23040  df-vol 23041 This theorem is referenced by:  opnmblALT  23177  mbfimaopnlem  23228  mbfaddlem  23233  mbfsup  23237  dmvlsiga  29519
 Copyright terms: Public domain W3C validator