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Theorem carageniuncl

Description: The Caratheodory's construction is closed under indexed countable union. Step (d) in the proof of Theorem 113C of Fremlin1 p. 20. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses carageniuncl.o φOOutMeas
carageniuncl.s S=CaraGenO
carageniuncl.3 φM
carageniuncl.z Z=M
carageniuncl.e φE:ZS
Assertion carageniuncl φnZEnS

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 carageniuncl.o φOOutMeas
2 carageniuncl.s S=CaraGenO
3 carageniuncl.3 φM
4 carageniuncl.z Z=M
5 carageniuncl.e φE:ZS
6 eqid domO=domO
7 5 ffvelcdmda φnZEnS
8 elssuni EnSEnS
9 7 8 syl φnZEnS
10 1 2 caragenuni φS=domO
11 10 adantr φnZS=domO
12 9 11 sseqtrd φnZEndomO
13 12 ralrimiva φnZEndomO
14 iunss nZEndomOnZEndomO
15 13 14 sylibr φnZEndomO
16 4 fvexi ZV
17 fvex EnV
18 16 17 iunex nZEnV
19 18 a1i φnZEnV
20 elpwg nZEnVnZEn𝒫domOnZEndomO
21 19 20 syl φnZEn𝒫domOnZEndomO
22 15 21 mpbird φnZEn𝒫domO
23 iccssxr 0+∞*
24 1 adantr φa𝒫domOOOutMeas
25 elpwi a𝒫domOadomO
26 ssinss1 adomOanZEndomO
27 25 26 syl a𝒫domOanZEndomO
28 27 adantl φa𝒫domOanZEndomO
29 24 6 28 omecl φa𝒫domOOanZEn0+∞
30 23 29 sselid φa𝒫domOOanZEn*
31 25 adantl φa𝒫domOadomO
32 31 ssdifssd φa𝒫domOanZEndomO
33 24 6 32 omecl φa𝒫domOOanZEn0+∞
34 23 33 sselid φa𝒫domOOanZEn*
35 30 34 xaddcld φa𝒫domOOanZEn+𝑒OanZEn*
36 24 6 31 omecl φa𝒫domOOa0+∞
37 23 36 sselid φa𝒫domOOa*
38 pnfge OanZEn+𝑒OanZEn*OanZEn+𝑒OanZEn+∞
39 35 38 syl φa𝒫domOOanZEn+𝑒OanZEn+∞
40 39 adantr φa𝒫domOOa=+∞OanZEn+𝑒OanZEn+∞
41 id Oa=+∞Oa=+∞
42 41 eqcomd Oa=+∞+∞=Oa
43 42 adantl φa𝒫domOOa=+∞+∞=Oa
44 40 43 breqtrd φa𝒫domOOa=+∞OanZEn+𝑒OanZEnOa
45 simpl φa𝒫domO¬Oa=+∞φa𝒫domO
46 rge0ssre 0+∞
47 0xr 0*
48 47 a1i φa𝒫domO¬Oa=+∞0*
49 pnfxr +∞*
50 49 a1i φa𝒫domO¬Oa=+∞+∞*
51 45 36 syl φa𝒫domO¬Oa=+∞Oa0+∞
52 41 necon3bi ¬Oa=+∞Oa+∞
53 52 adantl φa𝒫domO¬Oa=+∞Oa+∞
54 48 50 51 53 eliccelicod φa𝒫domO¬Oa=+∞Oa0+∞
55 46 54 sselid φa𝒫domO¬Oa=+∞Oa
56 24 ad2antrr φa𝒫domOOax+OOutMeas
57 31 ad2antrr φa𝒫domOOax+adomO
58 simpr φa𝒫domOOaOa
59 58 adantr φa𝒫domOOax+Oa
60 3 ad3antrrr φa𝒫domOOax+M
61 5 ad3antrrr φa𝒫domOOax+E:ZS
62 simpr φa𝒫domOOax+x+
63 eqid nZi=MnEi=nZi=MnEi
64 fveq2 m=nEm=En
65 oveq2 m=nM..^m=M..^n
66 65 iuneq1d m=niM..^mEi=iM..^nEi
67 64 66 difeq12d m=nEmiM..^mEi=EniM..^nEi
68 67 cbvmptv mZEmiM..^mEi=nZEniM..^nEi
69 56 2 6 57 59 60 4 61 62 63 68 carageniuncllem2 φa𝒫domOOax+OanZEn+𝑒OanZEnOa+x
70 69 ralrimiva φa𝒫domOOax+OanZEn+𝑒OanZEnOa+x
71 35 adantr φa𝒫domOOaOanZEn+𝑒OanZEn*
72 xralrple OanZEn+𝑒OanZEn*OaOanZEn+𝑒OanZEnOax+OanZEn+𝑒OanZEnOa+x
73 71 58 72 syl2anc φa𝒫domOOaOanZEn+𝑒OanZEnOax+OanZEn+𝑒OanZEnOa+x
74 70 73 mpbird φa𝒫domOOaOanZEn+𝑒OanZEnOa
75 45 55 74 syl2anc φa𝒫domO¬Oa=+∞OanZEn+𝑒OanZEnOa
76 44 75 pm2.61dan φa𝒫domOOanZEn+𝑒OanZEnOa
77 24 6 31 omelesplit φa𝒫domOOaOanZEn+𝑒OanZEn
78 35 37 76 77 xrletrid φa𝒫domOOanZEn+𝑒OanZEn=Oa
79 1 6 2 22 78 carageneld φnZEnS