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Theorem br2base

Description: The base set for the generator of the Borel sigma-algebra on ( RR X. RR ) is indeed ( RR X. RR ) . (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Sep-2017)

Ref Expression
Assertion br2base ⊢ ⋃ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y = ℝ 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brsigasspwrn ⊢ 𝔅 ℝ ⊆ 𝒫 ℝ
2 1 sseli ⊢ x ∈ 𝔅 ℝ → x ∈ 𝒫 ℝ
3 2 elpwid ⊢ x ∈ 𝔅 ℝ → x ⊆ ℝ
4 1 sseli ⊢ y ∈ 𝔅 ℝ → y ∈ 𝒫 ℝ
5 4 elpwid ⊢ y ∈ 𝔅 ℝ → y ⊆ ℝ
6 xpss12 ⊢ x ⊆ ℝ ∧ y ⊆ ℝ → x × y ⊆ ℝ 2
7 3 5 6 syl2an ⊢ x ∈ 𝔅 ℝ ∧ y ∈ 𝔅 ℝ → x × y ⊆ ℝ 2
8 vex ⊢ x ∈ V
9 vex ⊢ y ∈ V
10 8 9 xpex ⊢ x × y ∈ V
11 10 elpw ⊢ x × y ∈ 𝒫 ℝ 2 ↔ x × y ⊆ ℝ 2
12 7 11 sylibr ⊢ x ∈ 𝔅 ℝ ∧ y ∈ 𝔅 ℝ → x × y ∈ 𝒫 ℝ 2
13 12 rgen2 ⊢ ∀ x ∈ 𝔅 ℝ ∀ y ∈ 𝔅 ℝ x × y ∈ 𝒫 ℝ 2
14 eqid ⊢ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y = x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y
15 14 rnmposs ⊢ ∀ x ∈ 𝔅 ℝ ∀ y ∈ 𝔅 ℝ x × y ∈ 𝒫 ℝ 2 → ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y ⊆ 𝒫 ℝ 2
16 13 15 ax-mp ⊢ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y ⊆ 𝒫 ℝ 2
17 unibrsiga ⊢ ⋃ 𝔅 ℝ = ℝ
18 brsigarn ⊢ 𝔅 ℝ ∈ sigAlgebra ⁡ ℝ
19 elrnsiga ⊢ 𝔅 ℝ ∈ sigAlgebra ⁡ ℝ → 𝔅 ℝ ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra
20 unielsiga ⊢ 𝔅 ℝ ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra → ⋃ 𝔅 ℝ ∈ 𝔅 ℝ
21 18 19 20 mp2b ⊢ ⋃ 𝔅 ℝ ∈ 𝔅 ℝ
22 17 21 eqeltrri ⊢ ℝ ∈ 𝔅 ℝ
23 eqid ⊢ ℝ 2 = ℝ 2
24 xpeq1 ⊢ x = ℝ → x × y = ℝ × y
25 24 eqeq2d ⊢ x = ℝ → ℝ 2 = x × y ↔ ℝ 2 = ℝ × y
26 xpeq2 ⊢ y = ℝ → ℝ × y = ℝ 2
27 26 eqeq2d ⊢ y = ℝ → ℝ 2 = ℝ × y ↔ ℝ 2 = ℝ 2
28 25 27 rspc2ev ⊢ ℝ ∈ 𝔅 ℝ ∧ ℝ ∈ 𝔅 ℝ ∧ ℝ 2 = ℝ 2 → ∃ x ∈ 𝔅 ℝ ∃ y ∈ 𝔅 ℝ ℝ 2 = x × y
29 22 22 23 28 mp3an ⊢ ∃ x ∈ 𝔅 ℝ ∃ y ∈ 𝔅 ℝ ℝ 2 = x × y
30 14 10 elrnmpo ⊢ ℝ 2 ∈ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y ↔ ∃ x ∈ 𝔅 ℝ ∃ y ∈ 𝔅 ℝ ℝ 2 = x × y
31 29 30 mpbir ⊢ ℝ 2 ∈ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y
32 elpwuni ⊢ ℝ 2 ∈ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y → ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y ⊆ 𝒫 ℝ 2 ↔ ⋃ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y = ℝ 2
33 31 32 ax-mp ⊢ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y ⊆ 𝒫 ℝ 2 ↔ ⋃ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y = ℝ 2
34 16 33 mpbi ⊢ ⋃ ran ⁡ x ∈ 𝔅 ℝ , y ∈ 𝔅 ℝ ⟼ x × y = ℝ 2