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BASIC REAL AND COMPLEX ANALYSIS
Integrals
Lebesgue integration
Lesbesgue integral
i1faddlem
Next ⟩
i1fmullem
Metamath Proof Explorer
Ascii
Unicode
Theorem
i1faddlem
Description:
Decompose the preimage of a sum.
(Contributed by
Mario Carneiro
, 19-Jun-2014)
Ref
Expression
Hypotheses
i1fadd.1
⊢
φ
→
F
∈
dom
∫
1
i1fadd.2
⊢
φ
→
G
∈
dom
∫
1
Assertion
i1faddlem
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
F
+
f
G
-1
A
=
⋃
y
∈
ran
G
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
Proof
Step
Hyp
Ref
Expression
1
i1fadd.1
⊢
φ
→
F
∈
dom
∫
1
2
i1fadd.2
⊢
φ
→
G
∈
dom
∫
1
3
i1ff
⊢
F
∈
dom
∫
1
→
F
:
ℝ
⟶
ℝ
4
1
3
syl
⊢
φ
→
F
:
ℝ
⟶
ℝ
5
4
ffnd
⊢
φ
→
F
Fn
ℝ
6
i1ff
⊢
G
∈
dom
∫
1
→
G
:
ℝ
⟶
ℝ
7
2
6
syl
⊢
φ
→
G
:
ℝ
⟶
ℝ
8
7
ffnd
⊢
φ
→
G
Fn
ℝ
9
reex
⊢
ℝ
∈
V
10
9
a1i
⊢
φ
→
ℝ
∈
V
11
inidm
⊢
ℝ
∩
ℝ
=
ℝ
12
5
8
10
10
11
offn
⊢
φ
→
F
+
f
G
Fn
ℝ
13
12
adantr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
F
+
f
G
Fn
ℝ
14
fniniseg
⊢
F
+
f
G
Fn
ℝ
→
z
∈
F
+
f
G
-1
A
↔
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
15
13
14
syl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
+
f
G
-1
A
↔
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
16
8
ad2antrr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
G
Fn
ℝ
17
simprl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
z
∈
ℝ
18
fnfvelrn
⊢
G
Fn
ℝ
∧
z
∈
ℝ
→
G
z
∈
ran
G
19
16
17
18
syl2anc
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
G
z
∈
ran
G
20
simprr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
+
f
G
z
=
A
21
eqidd
⊢
φ
∧
z
∈
ℝ
→
F
z
=
F
z
22
eqidd
⊢
φ
∧
z
∈
ℝ
→
G
z
=
G
z
23
5
8
10
10
11
21
22
ofval
⊢
φ
∧
z
∈
ℝ
→
F
+
f
G
z
=
F
z
+
G
z
24
23
ad2ant2r
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
+
f
G
z
=
F
z
+
G
z
25
20
24
eqtr3d
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
A
=
F
z
+
G
z
26
25
oveq1d
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
A
−
G
z
=
F
z
+
G
z
-
G
z
27
ax-resscn
⊢
ℝ
⊆
ℂ
28
fss
⊢
F
:
ℝ
⟶
ℝ
∧
ℝ
⊆
ℂ
→
F
:
ℝ
⟶
ℂ
29
4
27
28
sylancl
⊢
φ
→
F
:
ℝ
⟶
ℂ
30
29
ad2antrr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
:
ℝ
⟶
ℂ
31
30
17
ffvelcdmd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
z
∈
ℂ
32
fss
⊢
G
:
ℝ
⟶
ℝ
∧
ℝ
⊆
ℂ
→
G
:
ℝ
⟶
ℂ
33
7
27
32
sylancl
⊢
φ
→
G
:
ℝ
⟶
ℂ
34
33
ad2antrr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
G
:
ℝ
⟶
ℂ
35
34
17
ffvelcdmd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
G
z
∈
ℂ
36
31
35
pncand
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
z
+
G
z
-
G
z
=
F
z
37
26
36
eqtr2d
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
z
=
A
−
G
z
38
5
ad2antrr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
F
Fn
ℝ
39
fniniseg
⊢
F
Fn
ℝ
→
z
∈
F
-1
A
−
G
z
↔
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
G
z
40
38
39
syl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
z
∈
F
-1
A
−
G
z
↔
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
G
z
41
17
37
40
mpbir2and
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
z
∈
F
-1
A
−
G
z
42
eqidd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
G
z
=
G
z
43
fniniseg
⊢
G
Fn
ℝ
→
z
∈
G
-1
G
z
↔
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
G
z
44
16
43
syl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
z
∈
G
-1
G
z
↔
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
G
z
45
17
42
44
mpbir2and
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
z
∈
G
-1
G
z
46
41
45
elind
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
z
∈
F
-1
A
−
G
z
∩
G
-1
G
z
47
oveq2
⊢
y
=
G
z
→
A
−
y
=
A
−
G
z
48
47
sneqd
⊢
y
=
G
z
→
A
−
y
=
A
−
G
z
49
48
imaeq2d
⊢
y
=
G
z
→
F
-1
A
−
y
=
F
-1
A
−
G
z
50
sneq
⊢
y
=
G
z
→
y
=
G
z
51
50
imaeq2d
⊢
y
=
G
z
→
G
-1
y
=
G
-1
G
z
52
49
51
ineq12d
⊢
y
=
G
z
→
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
=
F
-1
A
−
G
z
∩
G
-1
G
z
53
52
eleq2d
⊢
y
=
G
z
→
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
↔
z
∈
F
-1
A
−
G
z
∩
G
-1
G
z
54
53
rspcev
⊢
G
z
∈
ran
G
∧
z
∈
F
-1
A
−
G
z
∩
G
-1
G
z
→
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
55
19
46
54
syl2anc
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
56
55
ex
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
→
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
57
elin
⊢
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
↔
z
∈
F
-1
A
−
y
∧
z
∈
G
-1
y
58
5
adantr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
F
Fn
ℝ
59
fniniseg
⊢
F
Fn
ℝ
→
z
∈
F
-1
A
−
y
↔
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
60
58
59
syl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
-1
A
−
y
↔
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
61
8
adantr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
G
Fn
ℝ
62
fniniseg
⊢
G
Fn
ℝ
→
z
∈
G
-1
y
↔
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
y
63
61
62
syl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
G
-1
y
↔
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
y
64
60
63
anbi12d
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
-1
A
−
y
∧
z
∈
G
-1
y
↔
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
y
65
anandi
⊢
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
↔
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
y
66
simprl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
z
∈
ℝ
67
23
ad2ant2r
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
F
+
f
G
z
=
F
z
+
G
z
68
simprrl
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
F
z
=
A
−
y
69
simprrr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
G
z
=
y
70
68
69
oveq12d
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
F
z
+
G
z
=
A
-
y
+
y
71
simplr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
A
∈
ℂ
72
33
ad2antrr
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
G
:
ℝ
⟶
ℂ
73
72
66
ffvelcdmd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
G
z
∈
ℂ
74
69
73
eqeltrrd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
y
∈
ℂ
75
71
74
npcand
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
A
-
y
+
y
=
A
76
67
70
75
3eqtrd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
F
+
f
G
z
=
A
77
66
76
jca
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
∧
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
78
77
ex
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
G
z
=
y
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
79
65
78
biimtrrid
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
ℝ
∧
F
z
=
A
−
y
∧
z
∈
ℝ
∧
G
z
=
y
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
80
64
79
sylbid
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
-1
A
−
y
∧
z
∈
G
-1
y
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
81
57
80
biimtrid
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
82
81
rexlimdvw
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
83
56
82
impbid
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
ℝ
∧
F
+
f
G
z
=
A
↔
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
84
15
83
bitrd
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
+
f
G
-1
A
↔
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
85
eliun
⊢
z
∈
⋃
y
∈
ran
G
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
↔
∃
y
∈
ran
G
z
∈
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
86
84
85
bitr4di
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
z
∈
F
+
f
G
-1
A
↔
z
∈
⋃
y
∈
ran
G
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y
87
86
eqrdv
⊢
φ
∧
A
∈
ℂ
→
F
+
f
G
-1
A
=
⋃
y
∈
ran
G
F
-1
A
−
y
∩
G
-1
y