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Theorem carageniuncllem2

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

Ref Expression
Hypotheses carageniuncllem2.o ⊢ φ → O ∈ OutMeas
carageniuncllem2.s ⊢ S = CaraGen ⁡ O
carageniuncllem2.x ⊢ X = ⋃ dom ⁡ O
carageniuncllem2.a ⊢ φ → A ⊆ X
carageniuncllem2.re ⊢ φ → O ⁡ A ∈ ℝ
carageniuncllem2.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
carageniuncllem2.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
carageniuncllem2.e ⊢ φ → E : Z ⟶ S
carageniuncllem2.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ +
carageniuncllem2.g ⊢ G = n ∈ Z ⟼ ⋃ i = M n E ⁡ i
carageniuncllem2.f ⊢ F = n ∈ Z ⟼ E ⁡ n ∖ ⋃ i ∈ M ..^ n E ⁡ i
Assertion carageniuncllem2 ⊢ φ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A + Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 carageniuncllem2.o ⊢ φ → O ∈ OutMeas
2 carageniuncllem2.s ⊢ S = CaraGen ⁡ O
3 carageniuncllem2.x ⊢ X = ⋃ dom ⁡ O
4 carageniuncllem2.a ⊢ φ → A ⊆ X
5 carageniuncllem2.re ⊢ φ → O ⁡ A ∈ ℝ
6 carageniuncllem2.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
7 carageniuncllem2.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
8 carageniuncllem2.e ⊢ φ → E : Z ⟶ S
9 carageniuncllem2.y ⊢ φ → Y ∈ ℝ +
10 carageniuncllem2.g ⊢ G = n ∈ Z ⟼ ⋃ i = M n E ⁡ i
11 carageniuncllem2.f ⊢ F = n ∈ Z ⟼ E ⁡ n ∖ ⋃ i ∈ M ..^ n E ⁡ i
12 inss1 ⊢ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ⊆ A
13 12 a1i ⊢ φ → A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ⊆ A
14 1 3 4 5 13 omessre ⊢ φ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∈ ℝ
15 difssd ⊢ φ → A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ⊆ A
16 1 3 4 5 15 omessre ⊢ φ → O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∈ ℝ
17 rexadd ⊢ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∈ ℝ ∧ O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∈ ℝ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
18 14 16 17 syl2anc ⊢ φ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
19 ssinss1 ⊢ A ⊆ X → A ∩ F ⁡ n ⊆ X
20 4 19 syl ⊢ φ → A ∩ F ⁡ n ⊆ X
21 1 3 unidmex ⊢ φ → X ∈ V
22 ssexg ⊢ A ⊆ X ∧ X ∈ V → A ∈ V
23 4 21 22 syl2anc ⊢ φ → A ∈ V
24 inex1g ⊢ A ∈ V → A ∩ F ⁡ n ∈ V
25 23 24 syl ⊢ φ → A ∩ F ⁡ n ∈ V
26 elpwg ⊢ A ∩ F ⁡ n ∈ V → A ∩ F ⁡ n ∈ 𝒫 X ↔ A ∩ F ⁡ n ⊆ X
27 25 26 syl ⊢ φ → A ∩ F ⁡ n ∈ 𝒫 X ↔ A ∩ F ⁡ n ⊆ X
28 20 27 mpbird ⊢ φ → A ∩ F ⁡ n ∈ 𝒫 X
29 28 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ Z → A ∩ F ⁡ n ∈ 𝒫 X
30 eqid ⊢ n ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ n = n ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ n
31 29 30 fmptd ⊢ φ → n ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ n : Z ⟶ 𝒫 X
32 fveq2 ⊢ k = n → F ⁡ k = F ⁡ n
33 32 ineq2d ⊢ k = n → A ∩ F ⁡ k = A ∩ F ⁡ n
34 33 cbvmptv ⊢ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k = n ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ n
35 34 feq1i ⊢ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k : Z ⟶ 𝒫 X ↔ n ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ n : Z ⟶ 𝒫 X
36 35 a1i ⊢ φ → k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k : Z ⟶ 𝒫 X ↔ n ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ n : Z ⟶ 𝒫 X
37 31 36 mpbird ⊢ φ → k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k : Z ⟶ 𝒫 X
38 simpr ⊢ φ ∧ n ∈ Z → n ∈ Z
39 25 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ Z → A ∩ F ⁡ n ∈ V
40 34 fvmpt2 ⊢ n ∈ Z ∧ A ∩ F ⁡ n ∈ V → k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = A ∩ F ⁡ n
41 38 39 40 syl2anc ⊢ φ ∧ n ∈ Z → k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = A ∩ F ⁡ n
42 41 iuneq2dv ⊢ φ → ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
43 42 fveq2d ⊢ φ → O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
44 nfv ⊢ Ⅎ n φ
45 44 7 8 11 iundjiun ⊢ φ → ∀ m ∈ Z ⋃ n = M m F ⁡ n = ⋃ n = M m E ⁡ n ∧ ⋃ n ∈ Z F ⁡ n = ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∧ Disj n ∈ Z F ⁡ n
46 45 simplrd ⊢ φ → ⋃ n ∈ Z F ⁡ n = ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
47 46 eqcomd ⊢ φ → ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = ⋃ n ∈ Z F ⁡ n
48 47 ineq2d ⊢ φ → A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = A ∩ ⋃ n ∈ Z F ⁡ n
49 iunin2 ⊢ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n = A ∩ ⋃ n ∈ Z F ⁡ n
50 49 eqcomi ⊢ A ∩ ⋃ n ∈ Z F ⁡ n = ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
51 50 a1i ⊢ φ → A ∩ ⋃ n ∈ Z F ⁡ n = ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
52 48 51 eqtrd ⊢ φ → A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
53 52 fveq2d ⊢ φ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
54 53 14 eqeltrrd ⊢ φ → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
55 43 54 eqeltrd ⊢ φ → O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n ∈ ℝ
56 1 3 7 37 55 9 omeiunltfirp ⊢ φ → ∃ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n + Y
57 43 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
58 elpwinss ⊢ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → z ⊆ Z
59 58 adantr ⊢ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → z ⊆ Z
60 simpr ⊢ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → n ∈ z
61 59 60 sseldd ⊢ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → n ∈ Z
62 61 adantll ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → n ∈ Z
63 25 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → A ∩ F ⁡ n ∈ V
64 62 63 40 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = A ∩ F ⁡ n
65 64 fveq2d ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ n ∈ z → O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = O ⁡ A ∩ F ⁡ n
66 65 sumeq2dv ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → ∑ n ∈ z O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n = ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n
67 66 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → ∑ n ∈ z O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n + Y = ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
68 57 67 breq12d ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n + Y ↔ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
69 68 biimpd ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n + Y → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
70 69 reximdva ⊢ φ → ∃ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin O ⁡ ⋃ n ∈ Z k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ k ∈ Z ⟼ A ∩ F ⁡ k ⁡ n + Y → ∃ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
71 56 70 mpd ⊢ φ → ∃ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
72 6 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → M ∈ ℤ
73 58 adantl ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → z ⊆ Z
74 elinel2 ⊢ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → z ∈ Fin
75 74 adantl ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → z ∈ Fin
76 72 7 73 75 uzfissfz ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → ∃ k ∈ Z z ⊆ M … k
77 76 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∃ k ∈ Z z ⊆ M … k
78 54 ad3antrrr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∧ z ⊆ M … k → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
79 fzfid ⊢ z ⊆ M … k → M … k ∈ Fin
80 id ⊢ z ⊆ M … k → z ⊆ M … k
81 ssfi ⊢ M … k ∈ Fin ∧ z ⊆ M … k → z ∈ Fin
82 79 80 81 syl2anc ⊢ z ⊆ M … k → z ∈ Fin
83 82 adantl ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → z ∈ Fin
84 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ z → O ∈ OutMeas
85 4 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ z → A ⊆ X
86 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ z → O ⁡ A ∈ ℝ
87 inss1 ⊢ A ∩ F ⁡ n ⊆ A
88 87 a1i ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ z → A ∩ F ⁡ n ⊆ A
89 84 3 85 86 88 omessre ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ z → O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
90 83 89 fsumrecl ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
91 9 rpred ⊢ φ → Y ∈ ℝ
92 91 adantr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → Y ∈ ℝ
93 90 92 readdcld ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∈ ℝ
94 93 ad4ant14 ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∧ z ⊆ M … k → ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∈ ℝ
95 fzfid ⊢ φ → M … k ∈ Fin
96 87 a1i ⊢ φ → A ∩ F ⁡ n ⊆ A
97 1 3 4 5 96 omessre ⊢ φ → O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
98 97 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M … k → O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
99 95 98 fsumrecl ⊢ φ → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
100 99 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
101 91 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → Y ∈ ℝ
102 100 101 readdcld ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∈ ℝ
103 102 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∧ z ⊆ M … k → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∈ ℝ
104 simplr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∧ z ⊆ M … k → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
105 99 adantr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
106 fzfid ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → M … k ∈ Fin
107 98 adantlr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ M … k → O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ ℝ
108 0xr ⊢ 0 ∈ ℝ *
109 108 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ M … k → 0 ∈ ℝ *
110 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
111 110 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ M … k → +∞ ∈ ℝ *
112 1 3 20 omecl ⊢ φ → O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ 0 +∞
113 112 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M … k → O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ 0 +∞
114 iccgelb ⊢ 0 ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ * ∧ O ⁡ A ∩ F ⁡ n ∈ 0 +∞ → 0 ≤ O ⁡ A ∩ F ⁡ n
115 109 111 113 114 syl3anc ⊢ φ ∧ n ∈ M … k → 0 ≤ O ⁡ A ∩ F ⁡ n
116 115 adantlr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k ∧ n ∈ M … k → 0 ≤ O ⁡ A ∩ F ⁡ n
117 simpr ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → z ⊆ M … k
118 106 107 116 117 fsumless ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n ≤ ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n
119 90 105 92 118 leadd1dd ⊢ φ ∧ z ⊆ M … k → ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ≤ ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
120 119 ad4ant14 ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∧ z ⊆ M … k → ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ≤ ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
121 78 94 103 104 120 ltletrd ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y ∧ z ⊆ M … k → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
122 121 ex ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → z ⊆ M … k → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
123 122 reximdv ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∃ k ∈ Z z ⊆ M … k → ∃ k ∈ Z O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
124 77 123 mpd ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∃ k ∈ Z O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
125 124 rexlimdva2 ⊢ φ → ∃ z ∈ 𝒫 Z ∩ Fin O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n ∈ z O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∃ k ∈ Z O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
126 71 125 mpd ⊢ φ → ∃ k ∈ Z O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
127 53 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n = O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n
128 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
129 127 128 eqbrtrd ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
130 129 ex ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
131 130 reximdva ⊢ φ → ∃ k ∈ Z O ⁡ ⋃ n ∈ Z A ∩ F ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∃ k ∈ Z O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
132 126 131 mpd ⊢ φ → ∃ k ∈ Z O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
133 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y
134 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ∈ OutMeas
135 4 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → A ⊆ X
136 5 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∈ ℝ
137 8 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → E : Z ⟶ S
138 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → k ∈ Z
139 134 2 3 135 136 7 137 10 11 138 carageniuncllem1 ⊢ φ ∧ k ∈ Z → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n = O ⁡ A ∩ G ⁡ k
140 139 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ Z → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y = O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
141 140 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y = O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
142 133 141 breqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
143 142 ex ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
144 143 reximdva ⊢ φ → ∃ k ∈ Z O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < ∑ n = M k O ⁡ A ∩ F ⁡ n + Y → ∃ k ∈ Z O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
145 132 144 mpd ⊢ φ → ∃ k ∈ Z O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
146 14 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∈ ℝ
147 16 3ad2ant1 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ∈ ℝ
148 inss1 ⊢ A ∩ G ⁡ k ⊆ A
149 148 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ Z → A ∩ G ⁡ k ⊆ A
150 134 3 135 136 149 omessre ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k ∈ ℝ
151 91 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → Y ∈ ℝ
152 150 151 readdcld ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y ∈ ℝ
153 152 3adant3 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y ∈ ℝ
154 difssd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → A ∖ G ⁡ k ⊆ A
155 134 3 135 136 154 omessre ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∖ G ⁡ k ∈ ℝ
156 155 3adant3 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∖ G ⁡ k ∈ ℝ
157 simp3 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
158 146 153 157 ltled ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y
159 135 ssdifssd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → A ∖ G ⁡ k ⊆ X
160 oveq2 ⊢ n = k → M … n = M … k
161 160 iuneq1d ⊢ n = k → ⋃ i = M n E ⁡ i = ⋃ i = M k E ⁡ i
162 ovex ⊢ M … k ∈ V
163 fvex ⊢ E ⁡ i ∈ V
164 162 163 iunex ⊢ ⋃ i = M k E ⁡ i ∈ V
165 161 10 164 fvmpt ⊢ k ∈ Z → G ⁡ k = ⋃ i = M k E ⁡ i
166 fveq2 ⊢ i = n → E ⁡ i = E ⁡ n
167 166 cbviunv ⊢ ⋃ i = M k E ⁡ i = ⋃ n = M k E ⁡ n
168 167 a1i ⊢ k ∈ Z → ⋃ i = M k E ⁡ i = ⋃ n = M k E ⁡ n
169 165 168 eqtrd ⊢ k ∈ Z → G ⁡ k = ⋃ n = M k E ⁡ n
170 elfzuz ⊢ i ∈ M … k → i ∈ ℤ ≥ M
171 7 eqcomi ⊢ ℤ ≥ M = Z
172 171 a1i ⊢ i ∈ M … k → ℤ ≥ M = Z
173 170 172 eleqtrd ⊢ i ∈ M … k → i ∈ Z
174 173 ssriv ⊢ M … k ⊆ Z
175 iunss1 ⊢ M … k ⊆ Z → ⋃ n = M k E ⁡ n ⊆ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
176 174 175 ax-mp ⊢ ⋃ n = M k E ⁡ n ⊆ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
177 176 a1i ⊢ k ∈ Z → ⋃ n = M k E ⁡ n ⊆ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
178 169 177 eqsstrd ⊢ k ∈ Z → G ⁡ k ⊆ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
179 178 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ Z → G ⁡ k ⊆ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n
180 179 sscond ⊢ φ ∧ k ∈ Z → A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ⊆ A ∖ G ⁡ k
181 134 3 159 180 omessle ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A ∖ G ⁡ k
182 181 3adant3 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A ∖ G ⁡ k
183 146 147 153 156 158 182 le2addd ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y + O ⁡ A ∖ G ⁡ k
184 150 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k ∈ ℂ
185 91 recnd ⊢ φ → Y ∈ ℂ
186 185 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → Y ∈ ℂ
187 155 recnd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∖ G ⁡ k ∈ ℂ
188 184 186 187 add32d ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y + O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A ∩ G ⁡ k + O ⁡ A ∖ G ⁡ k + Y
189 rexadd ⊢ O ⁡ A ∩ G ⁡ k ∈ ℝ ∧ O ⁡ A ∖ G ⁡ k ∈ ℝ → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + 𝑒 O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A ∩ G ⁡ k + O ⁡ A ∖ G ⁡ k
190 150 155 189 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + 𝑒 O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A ∩ G ⁡ k + O ⁡ A ∖ G ⁡ k
191 190 eqcomd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A ∩ G ⁡ k + 𝑒 O ⁡ A ∖ G ⁡ k
192 nfv ⊢ Ⅎ i φ
193 8 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M … k → E : Z ⟶ S
194 173 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M … k → i ∈ Z
195 193 194 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ M … k → E ⁡ i ∈ S
196 192 1 2 95 195 caragenfiiuncl ⊢ φ → ⋃ i = M k E ⁡ i ∈ S
197 196 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ Z → ⋃ i = M k E ⁡ i ∈ S
198 10 161 138 197 fvmptd3 ⊢ φ ∧ k ∈ Z → G ⁡ k = ⋃ i = M k E ⁡ i
199 198 197 eqeltrd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → G ⁡ k ∈ S
200 134 2 3 199 135 caragensplit ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + 𝑒 O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A
201 191 200 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A
202 201 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + O ⁡ A ∖ G ⁡ k + Y = O ⁡ A + Y
203 188 202 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y + O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A + Y
204 203 3adant3 ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y + O ⁡ A ∖ G ⁡ k = O ⁡ A + Y
205 183 204 breqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ Z ∧ O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A + Y
206 205 3exp ⊢ φ → k ∈ Z → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A + Y
207 206 rexlimdv ⊢ φ → ∃ k ∈ Z O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n < O ⁡ A ∩ G ⁡ k + Y → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A + Y
208 145 207 mpd ⊢ φ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A + Y
209 18 208 eqbrtrd ⊢ φ → O ⁡ A ∩ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ A ∖ ⋃ n ∈ Z E ⁡ n ≤ O ⁡ A + Y