Metamath Proof Explorer


Theorem caratheodorylem1

Description: Lemma used to prove that Caratheodory's construction is sigma-additive. This is the proof of the statement in the middle of Step (e) in the proof of Theorem 113C of Fremlin1 p. 21. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses caratheodorylem1.o ⊢ φ → O ∈ OutMeas
caratheodorylem1.s ⊢ S = CaraGen ⁡ O
caratheodorylem1.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
caratheodorylem1.e ⊢ φ → E : Z ⟶ S
caratheodorylem1.dj ⊢ φ → Disj n ∈ Z E ⁡ n
caratheodorylem1.g ⊢ G = n ∈ Z ⟼ ⋃ i = M n E ⁡ i
caratheodorylem1.n ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
Assertion caratheodorylem1 ⊢ φ → O ⁡ G ⁡ N = sum^ ⁡ n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 caratheodorylem1.o ⊢ φ → O ∈ OutMeas
2 caratheodorylem1.s ⊢ S = CaraGen ⁡ O
3 caratheodorylem1.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
4 caratheodorylem1.e ⊢ φ → E : Z ⟶ S
5 caratheodorylem1.dj ⊢ φ → Disj n ∈ Z E ⁡ n
6 caratheodorylem1.g ⊢ G = n ∈ Z ⟼ ⋃ i = M n E ⁡ i
7 caratheodorylem1.n ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
8 eluzfz2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → N ∈ M … N
9 7 8 syl ⊢ φ → N ∈ M … N
10 id ⊢ φ → φ
11 2fveq3 ⊢ j = M → O ⁡ G ⁡ j = O ⁡ G ⁡ M
12 oveq2 ⊢ j = M → M … j = M … M
13 12 mpteq1d ⊢ j = M → n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
14 13 fveq2d ⊢ j = M → sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
15 11 14 eqeq12d ⊢ j = M → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ O ⁡ G ⁡ M = sum^ ⁡ n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
16 15 imbi2d ⊢ j = M → φ → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ φ → O ⁡ G ⁡ M = sum^ ⁡ n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
17 2fveq3 ⊢ j = i → O ⁡ G ⁡ j = O ⁡ G ⁡ i
18 oveq2 ⊢ j = i → M … j = M … i
19 18 mpteq1d ⊢ j = i → n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
20 19 fveq2d ⊢ j = i → sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
21 17 20 eqeq12d ⊢ j = i → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
22 21 imbi2d ⊢ j = i → φ → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
23 2fveq3 ⊢ j = i + 1 → O ⁡ G ⁡ j = O ⁡ G ⁡ i + 1
24 oveq2 ⊢ j = i + 1 → M … j = M … i + 1
25 24 mpteq1d ⊢ j = i + 1 → n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
26 25 fveq2d ⊢ j = i + 1 → sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
27 23 26 eqeq12d ⊢ j = i + 1 → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ O ⁡ G ⁡ i + 1 = sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
28 27 imbi2d ⊢ j = i + 1 → φ → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ φ → O ⁡ G ⁡ i + 1 = sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
29 2fveq3 ⊢ j = N → O ⁡ G ⁡ j = O ⁡ G ⁡ N
30 oveq2 ⊢ j = N → M … j = M … N
31 30 mpteq1d ⊢ j = N → n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n
32 31 fveq2d ⊢ j = N → sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n
33 29 32 eqeq12d ⊢ j = N → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ O ⁡ G ⁡ N = sum^ ⁡ n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n
34 33 imbi2d ⊢ j = N → φ → O ⁡ G ⁡ j = sum^ ⁡ n ∈ M … j ⟼ O ⁡ E ⁡ n ↔ φ → O ⁡ G ⁡ N = sum^ ⁡ n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n
35 eluzel2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → M ∈ ℤ
36 7 35 syl ⊢ φ → M ∈ ℤ
37 fzsn ⊢ M ∈ ℤ → M … M = M
38 36 37 syl ⊢ φ → M … M = M
39 38 mpteq1d ⊢ φ → n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
40 39 fveq2d ⊢ φ → sum^ ⁡ n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
41 1 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M → O ∈ OutMeas
42 eqid ⊢ ⋃ dom ⁡ O = ⋃ dom ⁡ O
43 2 caragenss ⊢ O ∈ OutMeas → S ⊆ dom ⁡ O
44 41 43 syl ⊢ φ ∧ n ∈ M → S ⊆ dom ⁡ O
45 4 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M → E : Z ⟶ S
46 elsni ⊢ n ∈ M → n = M
47 46 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ M → n = M
48 uzid ⊢ M ∈ ℤ → M ∈ ℤ ≥ M
49 36 48 syl ⊢ φ → M ∈ ℤ ≥ M
50 49 3 eleqtrrdi ⊢ φ → M ∈ Z
51 50 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ M → M ∈ Z
52 47 51 eqeltrd ⊢ φ ∧ n ∈ M → n ∈ Z
53 45 52 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ n ∈ M → E ⁡ n ∈ S
54 44 53 sseldd ⊢ φ ∧ n ∈ M → E ⁡ n ∈ dom ⁡ O
55 elssuni ⊢ E ⁡ n ∈ dom ⁡ O → E ⁡ n ⊆ ⋃ dom ⁡ O
56 54 55 syl ⊢ φ ∧ n ∈ M → E ⁡ n ⊆ ⋃ dom ⁡ O
57 41 42 56 omecl ⊢ φ ∧ n ∈ M → O ⁡ E ⁡ n ∈ 0 +∞
58 eqid ⊢ n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
59 57 58 fmptd ⊢ φ → n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n : M ⟶ 0 +∞
60 36 59 sge0sn ⊢ φ → sum^ ⁡ n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n ⁡ M
61 eqidd ⊢ φ → n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n = n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
62 38 iuneq1d ⊢ φ → ⋃ i = M M E ⁡ i = ⋃ i ∈ M E ⁡ i
63 fveq2 ⊢ i = M → E ⁡ i = E ⁡ M
64 63 iunxsng ⊢ M ∈ Z → ⋃ i ∈ M E ⁡ i = E ⁡ M
65 50 64 syl ⊢ φ → ⋃ i ∈ M E ⁡ i = E ⁡ M
66 eqidd ⊢ φ → E ⁡ M = E ⁡ M
67 62 65 66 3eqtrrd ⊢ φ → E ⁡ M = ⋃ i = M M E ⁡ i
68 67 adantr ⊢ φ ∧ n = M → E ⁡ M = ⋃ i = M M E ⁡ i
69 fveq2 ⊢ n = M → E ⁡ n = E ⁡ M
70 69 adantl ⊢ φ ∧ n = M → E ⁡ n = E ⁡ M
71 oveq2 ⊢ n = M → M … n = M … M
72 71 iuneq1d ⊢ n = M → ⋃ i = M n E ⁡ i = ⋃ i = M M E ⁡ i
73 ovex ⊢ M … M ∈ V
74 fvex ⊢ E ⁡ i ∈ V
75 73 74 iunex ⊢ ⋃ i = M M E ⁡ i ∈ V
76 75 a1i ⊢ φ → ⋃ i = M M E ⁡ i ∈ V
77 6 72 50 76 fvmptd3 ⊢ φ → G ⁡ M = ⋃ i = M M E ⁡ i
78 77 adantr ⊢ φ ∧ n = M → G ⁡ M = ⋃ i = M M E ⁡ i
79 68 70 78 3eqtr4d ⊢ φ ∧ n = M → E ⁡ n = G ⁡ M
80 79 fveq2d ⊢ φ ∧ n = M → O ⁡ E ⁡ n = O ⁡ G ⁡ M
81 snidg ⊢ M ∈ Z → M ∈ M
82 50 81 syl ⊢ φ → M ∈ M
83 fvexd ⊢ φ → O ⁡ G ⁡ M ∈ V
84 61 80 82 83 fvmptd ⊢ φ → n ∈ M ⟼ O ⁡ E ⁡ n ⁡ M = O ⁡ G ⁡ M
85 40 60 84 3eqtrrd ⊢ φ → O ⁡ G ⁡ M = sum^ ⁡ n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
86 85 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ M → φ → O ⁡ G ⁡ M = sum^ ⁡ n ∈ M … M ⟼ O ⁡ E ⁡ n
87 simp3 ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n ∧ φ → φ
88 simp1 ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n ∧ φ → i ∈ M ..^ N
89 id ⊢ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
90 89 imp ⊢ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
91 90 3adant1 ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
92 elfzoel1 ⊢ i ∈ M ..^ N → M ∈ ℤ
93 elfzoelz ⊢ i ∈ M ..^ N → i ∈ ℤ
94 93 peano2zd ⊢ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ ℤ
95 92 zred ⊢ i ∈ M ..^ N → M ∈ ℝ
96 94 zred ⊢ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ ℝ
97 93 zred ⊢ i ∈ M ..^ N → i ∈ ℝ
98 elfzole1 ⊢ i ∈ M ..^ N → M ≤ i
99 97 ltp1d ⊢ i ∈ M ..^ N → i < i + 1
100 95 97 96 98 99 lelttrd ⊢ i ∈ M ..^ N → M < i + 1
101 95 96 100 ltled ⊢ i ∈ M ..^ N → M ≤ i + 1
102 leid ⊢ i + 1 ∈ ℝ → i + 1 ≤ i + 1
103 96 102 syl ⊢ i ∈ M ..^ N → i + 1 ≤ i + 1
104 92 94 94 101 103 elfzd ⊢ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ M … i + 1
105 104 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ M … i + 1
106 fveq2 ⊢ j = i + 1 → E ⁡ j = E ⁡ i + 1
107 106 ssiun2s ⊢ i + 1 ∈ M … i + 1 → E ⁡ i + 1 ⊆ ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j
108 105 107 syl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → E ⁡ i + 1 ⊆ ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j
109 fveq2 ⊢ i = j → E ⁡ i = E ⁡ j
110 109 cbviunv ⊢ ⋃ i = M n E ⁡ i = ⋃ j = M n E ⁡ j
111 110 mpteq2i ⊢ n ∈ Z ⟼ ⋃ i = M n E ⁡ i = n ∈ Z ⟼ ⋃ j = M n E ⁡ j
112 6 111 eqtri ⊢ G = n ∈ Z ⟼ ⋃ j = M n E ⁡ j
113 oveq2 ⊢ n = i + 1 → M … n = M … i + 1
114 113 iuneq1d ⊢ n = i + 1 → ⋃ j = M n E ⁡ j = ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j
115 36 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M ∈ ℤ
116 93 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i ∈ ℤ
117 116 peano2zd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ ℤ
118 115 zred ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M ∈ ℝ
119 117 zred ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ ℝ
120 116 zred ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i ∈ ℝ
121 98 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M ≤ i
122 120 ltp1d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i < i + 1
123 118 120 119 121 122 lelttrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M < i + 1
124 118 119 123 ltled ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M ≤ i + 1
125 115 117 124 3jca ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M ∈ ℤ ∧ i + 1 ∈ ℤ ∧ M ≤ i + 1
126 eluz2 ⊢ i + 1 ∈ ℤ ≥ M ↔ M ∈ ℤ ∧ i + 1 ∈ ℤ ∧ M ≤ i + 1
127 125 126 sylibr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ ℤ ≥ M
128 3 eqcomi ⊢ ℤ ≥ M = Z
129 127 128 eleqtrdi ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ Z
130 ovex ⊢ M … i + 1 ∈ V
131 fvex ⊢ E ⁡ j ∈ V
132 130 131 iunex ⊢ ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j ∈ V
133 132 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j ∈ V
134 112 114 129 133 fvmptd3 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i + 1 = ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j
135 134 eqcomd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j = G ⁡ i + 1
136 108 135 sseqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → E ⁡ i + 1 ⊆ G ⁡ i + 1
137 sseqin2 ⊢ E ⁡ i + 1 ⊆ G ⁡ i + 1 ↔ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 = E ⁡ i + 1
138 137 biimpi ⊢ E ⁡ i + 1 ⊆ G ⁡ i + 1 → G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 = E ⁡ i + 1
139 136 138 syl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 = E ⁡ i + 1
140 139 fveq2d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 = O ⁡ E ⁡ i + 1
141 nfcv ⊢ Ⅎ _ j E ⁡ i + 1
142 elfzouz ⊢ i ∈ M ..^ N → i ∈ ℤ ≥ M
143 142 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i ∈ ℤ ≥ M
144 141 143 106 iunp1 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j = ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1
145 134 144 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i + 1 = ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1
146 145 difeq1d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1
147 fveq2 ⊢ n = j → E ⁡ n = E ⁡ j
148 147 cbvdisjv ⊢ Disj n ∈ Z E ⁡ n ↔ Disj j ∈ Z E ⁡ j
149 5 148 sylib ⊢ φ → Disj j ∈ Z E ⁡ j
150 149 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → Disj j ∈ Z E ⁡ j
151 fzssuz ⊢ M … i ⊆ ℤ ≥ M
152 151 128 sseqtri ⊢ M … i ⊆ Z
153 152 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → M … i ⊆ Z
154 fzp1nel ⊢ ¬ i + 1 ∈ M … i
155 154 a1i ⊢ i ∈ M ..^ N → ¬ i + 1 ∈ M … i
156 155 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ¬ i + 1 ∈ M … i
157 129 156 eldifd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i + 1 ∈ Z ∖ M … i
158 150 153 157 106 disjiun2 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i E ⁡ j ∩ E ⁡ i + 1 = ∅
159 undif4 ⊢ ⋃ j = M i E ⁡ j ∩ E ⁡ i + 1 = ∅ → ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1
160 158 159 syl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1
161 160 eqcomd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1
162 simpl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → φ
163 143 128 eleqtrdi ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → i ∈ Z
164 112 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ Z → G = n ∈ Z ⟼ ⋃ j = M n E ⁡ j
165 simpr ⊢ φ ∧ i ∈ Z ∧ n = i → n = i
166 165 oveq2d ⊢ φ ∧ i ∈ Z ∧ n = i → M … n = M … i
167 166 iuneq1d ⊢ φ ∧ i ∈ Z ∧ n = i → ⋃ j = M n E ⁡ j = ⋃ j = M i E ⁡ j
168 simpr ⊢ φ ∧ i ∈ Z → i ∈ Z
169 ovex ⊢ M … i ∈ V
170 169 131 iunex ⊢ ⋃ j = M i E ⁡ j ∈ V
171 170 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ Z → ⋃ j = M i E ⁡ j ∈ V
172 164 167 168 171 fvmptd ⊢ φ ∧ i ∈ Z → G ⁡ i = ⋃ j = M i E ⁡ j
173 162 163 172 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i = ⋃ j = M i E ⁡ j
174 173 eqcomd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i E ⁡ j = G ⁡ i
175 difid ⊢ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = ∅
176 175 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = ∅
177 174 176 uneq12d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = G ⁡ i ∪ ∅
178 un0 ⊢ G ⁡ i ∪ ∅ = G ⁡ i
179 178 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i ∪ ∅ = G ⁡ i
180 177 179 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i E ⁡ j ∪ E ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = G ⁡ i
181 146 161 180 3eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = G ⁡ i
182 181 fveq2d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = O ⁡ G ⁡ i
183 140 182 oveq12d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = O ⁡ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i
184 183 3adant3 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → O ⁡ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = O ⁡ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i
185 1 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ∈ OutMeas
186 4 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → E : Z ⟶ S
187 186 129 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → E ⁡ i + 1 ∈ S
188 simpll ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → φ
189 92 adantr ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → M ∈ ℤ
190 elfzelz ⊢ j ∈ M … i + 1 → j ∈ ℤ
191 190 adantl ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → j ∈ ℤ
192 elfzle1 ⊢ j ∈ M … i + 1 → M ≤ j
193 192 adantl ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → M ≤ j
194 189 191 193 3jca ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → M ∈ ℤ ∧ j ∈ ℤ ∧ M ≤ j
195 eluz2 ⊢ j ∈ ℤ ≥ M ↔ M ∈ ℤ ∧ j ∈ ℤ ∧ M ≤ j
196 194 195 sylibr ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → j ∈ ℤ ≥ M
197 196 128 eleqtrdi ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → j ∈ Z
198 197 adantll ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → j ∈ Z
199 1 43 syl ⊢ φ → S ⊆ dom ⁡ O
200 199 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ Z → S ⊆ dom ⁡ O
201 4 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ j ∈ Z → E ⁡ j ∈ S
202 200 201 sseldd ⊢ φ ∧ j ∈ Z → E ⁡ j ∈ dom ⁡ O
203 elssuni ⊢ E ⁡ j ∈ dom ⁡ O → E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
204 202 203 syl ⊢ φ ∧ j ∈ Z → E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
205 188 198 204 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ j ∈ M … i + 1 → E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
206 205 ralrimiva ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ∀ j ∈ M … i + 1 E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
207 iunss ⊢ ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O ↔ ∀ j ∈ M … i + 1 E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
208 206 207 sylibr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → ⋃ j = M i + 1 E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
209 134 208 eqsstrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i + 1 ⊆ ⋃ dom ⁡ O
210 185 2 42 187 209 caragensplit ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1 = O ⁡ G ⁡ i + 1
211 210 eqcomd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i + 1 = O ⁡ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1
212 211 3adant3 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → O ⁡ G ⁡ i + 1 = O ⁡ G ⁡ i + 1 ∩ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i + 1 ∖ E ⁡ i + 1
213 185 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ n ∈ M … i + 1 → O ∈ OutMeas
214 162 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ n ∈ M … i + 1 → φ
215 elfzuz ⊢ n ∈ M … i + 1 → n ∈ ℤ ≥ M
216 215 128 eleqtrdi ⊢ n ∈ M … i + 1 → n ∈ Z
217 216 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ n ∈ M … i + 1 → n ∈ Z
218 4 199 fssd ⊢ φ → E : Z ⟶ dom ⁡ O
219 218 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ n ∈ Z → E ⁡ n ∈ dom ⁡ O
220 219 55 syl ⊢ φ ∧ n ∈ Z → E ⁡ n ⊆ ⋃ dom ⁡ O
221 214 217 220 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ n ∈ M … i + 1 → E ⁡ n ⊆ ⋃ dom ⁡ O
222 213 42 221 omecl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ n ∈ M … i + 1 → O ⁡ E ⁡ n ∈ 0 +∞
223 2fveq3 ⊢ n = i + 1 → O ⁡ E ⁡ n = O ⁡ E ⁡ i + 1
224 143 222 223 sge0p1 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1
225 224 3adant3 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1
226 id ⊢ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n
227 226 eqcomd ⊢ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n = O ⁡ G ⁡ i
228 227 oveq1d ⊢ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1 = O ⁡ G ⁡ i + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1
229 228 3ad2ant3 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1 = O ⁡ G ⁡ i + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1
230 simpl ⊢ φ ∧ j ∈ M … i → φ
231 152 sseli ⊢ j ∈ M … i → j ∈ Z
232 231 adantl ⊢ φ ∧ j ∈ M … i → j ∈ Z
233 230 232 204 syl2anc ⊢ φ ∧ j ∈ M … i → E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
234 233 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ Z ∧ j ∈ M … i → E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
235 234 ralrimiva ⊢ φ ∧ i ∈ Z → ∀ j ∈ M … i E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
236 iunss ⊢ ⋃ j = M i E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O ↔ ∀ j ∈ M … i E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
237 235 236 sylibr ⊢ φ ∧ i ∈ Z → ⋃ j = M i E ⁡ j ⊆ ⋃ dom ⁡ O
238 172 237 eqsstrd ⊢ φ ∧ i ∈ Z → G ⁡ i ⊆ ⋃ dom ⁡ O
239 162 163 238 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → G ⁡ i ⊆ ⋃ dom ⁡ O
240 185 42 239 omexrcl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i ∈ ℝ *
241 108 208 sstrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → E ⁡ i + 1 ⊆ ⋃ dom ⁡ O
242 185 42 241 omexrcl ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ E ⁡ i + 1 ∈ ℝ *
243 240 242 xaddcomd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N → O ⁡ G ⁡ i + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1 = O ⁡ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i
244 243 3adant3 ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → O ⁡ G ⁡ i + 𝑒 O ⁡ E ⁡ i + 1 = O ⁡ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i
245 225 229 244 3eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n = O ⁡ E ⁡ i + 1 + 𝑒 O ⁡ G ⁡ i
246 184 212 245 3eqtr4d ⊢ φ ∧ i ∈ M ..^ N ∧ O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → O ⁡ G ⁡ i + 1 = sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
247 87 88 91 246 syl3anc ⊢ i ∈ M ..^ N ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n ∧ φ → O ⁡ G ⁡ i + 1 = sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
248 247 3exp ⊢ i ∈ M ..^ N → φ → O ⁡ G ⁡ i = sum^ ⁡ n ∈ M … i ⟼ O ⁡ E ⁡ n → φ → O ⁡ G ⁡ i + 1 = sum^ ⁡ n ∈ M … i + 1 ⟼ O ⁡ E ⁡ n
249 16 22 28 34 86 248 fzind2 ⊢ N ∈ M … N → φ → O ⁡ G ⁡ N = sum^ ⁡ n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n
250 9 10 249 sylc ⊢ φ → O ⁡ G ⁡ N = sum^ ⁡ n ∈ M … N ⟼ O ⁡ E ⁡ n