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Theorem ismeannd

Description: Sufficient condition to prove that M is a measure. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses ismeannd.sal φ S SAlg
ismeannd.mf φ M : S 0 +∞
ismeannd.m0 φ M = 0
ismeannd.iun φ e : S Disj n e n M n e n = sum^ n M e n
Assertion ismeannd φ M Meas

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ismeannd.sal φ S SAlg
2 ismeannd.mf φ M : S 0 +∞
3 ismeannd.m0 φ M = 0
4 ismeannd.iun φ e : S Disj n e n M n e n = sum^ n M e n
5 2 fdmd φ dom M = S
6 5 feq2d φ M : dom M 0 +∞ M : S 0 +∞
7 2 6 mpbird φ M : dom M 0 +∞
8 5 1 eqeltrd φ dom M SAlg
9 7 8 jca φ M : dom M 0 +∞ dom M SAlg
10 unieq x = x =
11 uni0 =
12 11 a1i x = =
13 10 12 eqtrd x = x =
14 13 fveq2d x = M x = M
15 14 3 sylan9eqr φ x = M x = 0
16 reseq2 x = M x = M
17 res0 M =
18 17 a1i x = M =
19 16 18 eqtrd x = M x =
20 19 fveq2d x = sum^ M x = sum^
21 20 adantl φ x = sum^ M x = sum^
22 sge00 sum^ = 0
23 22 a1i φ x = sum^ = 0
24 21 23 eqtrd φ x = sum^ M x = 0
25 15 24 eqtr4d φ x = M x = sum^ M x
26 25 adantlr φ x 𝒫 dom M x = M x = sum^ M x
27 26 adantlr φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y x = M x = sum^ M x
28 simpll φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = φ x 𝒫 dom M
29 simplrr φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = Disj y x y
30 28 29 jca φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = φ x 𝒫 dom M Disj y x y
31 simplrl φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = x ω
32 neqne ¬ x = x
33 32 adantl φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = x
34 id y = w y = w
35 34 cbvdisjv Disj y x y Disj w x w
36 35 biimpi Disj y x y Disj w x w
37 36 adantl x ω Disj y x y Disj w x w
38 37 ad2antlr φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = Disj w x w
39 31 33 38 nnfoctbdj φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = e e : onto x Disj n e n
40 simpl φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n φ x 𝒫 dom M Disj y x y
41 simprl φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n e : onto x
42 simprr φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n Disj n e n
43 founiiun0 e : onto x x = n e n
44 43 fveq2d e : onto x M x = M n e n
45 44 ad2antlr φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = M n e n
46 simplll φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n φ
47 fof e : onto x e : x
48 47 adantl φ x 𝒫 dom M e : onto x e : x
49 elpwi x 𝒫 dom M x dom M
50 49 adantl φ x 𝒫 dom M x dom M
51 5 adantr φ x 𝒫 dom M dom M = S
52 50 51 sseqtrd φ x 𝒫 dom M x S
53 0sal S SAlg S
54 1 53 syl φ S
55 snssi S S
56 54 55 syl φ S
57 56 adantr φ x 𝒫 dom M S
58 52 57 unssd φ x 𝒫 dom M x S
59 58 adantr φ x 𝒫 dom M e : onto x x S
60 48 59 fssd φ x 𝒫 dom M e : onto x e : S
61 60 adantr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n e : S
62 simpr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n Disj n e n
63 46 61 62 4 syl3anc φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n M n e n = sum^ n M e n
64 63 adantllr φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M n e n = sum^ n M e n
65 2 feqmptd φ M = y S M y
66 65 reseq1d φ M x = y S M y x
67 66 adantr φ x 𝒫 dom M M x = y S M y x
68 67 adantr φ x 𝒫 dom M x M x = y S M y x
69 52 resmptd φ x 𝒫 dom M y S M y x = y x M y
70 69 adantr φ x 𝒫 dom M x y S M y x = y x M y
71 snssi x x
72 ssequn2 x x = x
73 71 72 sylib x x = x
74 73 eqcomd x x = x
75 74 mpteq1d x y x M y = y x M y
76 75 adantl φ x 𝒫 dom M x y x M y = y x M y
77 68 70 76 3eqtrd φ x 𝒫 dom M x M x = y x M y
78 77 fveq2d φ x 𝒫 dom M x sum^ M x = sum^ y x M y
79 nfv y φ x 𝒫 dom M ¬ x
80 simplr φ x 𝒫 dom M ¬ x x 𝒫 dom M
81 p0ex V
82 81 a1i φ x 𝒫 dom M ¬ x V
83 disjsn x = ¬ x
84 83 biimpri ¬ x x =
85 84 adantl φ x 𝒫 dom M ¬ x x =
86 2 ad2antrr φ x 𝒫 dom M y x M : S 0 +∞
87 52 sselda φ x 𝒫 dom M y x y S
88 86 87 ffvelrnd φ x 𝒫 dom M y x M y 0 +∞
89 88 adantlr φ x 𝒫 dom M ¬ x y x M y 0 +∞
90 elsni y y =
91 90 fveq2d y M y = M
92 91 adantl φ y M y = M
93 2 54 ffvelrnd φ M 0 +∞
94 93 adantr φ y M 0 +∞
95 92 94 eqeltrd φ y M y 0 +∞
96 95 ad4ant14 φ x 𝒫 dom M ¬ x y M y 0 +∞
97 79 80 82 85 89 96 sge0splitmpt φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ y x M y = sum^ y x M y + 𝑒 sum^ y M y
98 fveq2 y = M y = M
99 98 adantl φ y = M y = M
100 3 adantr φ y = M = 0
101 99 100 eqtrd φ y = M y = 0
102 90 101 sylan2 φ y M y = 0
103 102 mpteq2dva φ y M y = y 0
104 103 fveq2d φ sum^ y M y = sum^ y 0
105 nfv y φ
106 81 a1i φ V
107 105 106 sge0z φ sum^ y 0 = 0
108 104 107 eqtrd φ sum^ y M y = 0
109 108 oveq2d φ sum^ y x M y + 𝑒 sum^ y M y = sum^ y x M y + 𝑒 0
110 109 ad2antrr φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ y x M y + 𝑒 sum^ y M y = sum^ y x M y + 𝑒 0
111 simpr φ x 𝒫 dom M x 𝒫 dom M
112 67 69 eqtrd φ x 𝒫 dom M M x = y x M y
113 2 adantr φ x 𝒫 dom M M : S 0 +∞
114 113 52 fssresd φ x 𝒫 dom M M x : x 0 +∞
115 112 114 feq1dd φ x 𝒫 dom M y x M y : x 0 +∞
116 111 115 sge0xrcl φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y *
117 116 xaddid1d φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y + 𝑒 0 = sum^ y x M y
118 112 fveq2d φ x 𝒫 dom M sum^ M x = sum^ y x M y
119 118 eqcomd φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y = sum^ M x
120 117 119 eqtrd φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y + 𝑒 0 = sum^ M x
121 120 adantr φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ y x M y + 𝑒 0 = sum^ M x
122 97 110 121 3eqtrrd φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ M x = sum^ y x M y
123 78 122 pm2.61dan φ x 𝒫 dom M sum^ M x = sum^ y x M y
124 123 ad2antrr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n sum^ M x = sum^ y x M y
125 nfv y φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n
126 nfv n φ x 𝒫 dom M e : onto x
127 nfdisj1 n Disj n e n
128 126 127 nfan n φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n
129 fveq2 y = e n M y = M e n
130 nnex V
131 130 a1i φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n V
132 simplr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n e : onto x
133 eqidd φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n n e n = e n
134 2 ad2antrr φ x 𝒫 dom M y x M : S 0 +∞
135 58 sselda φ x 𝒫 dom M y x y S
136 134 135 ffvelrnd φ x 𝒫 dom M y x M y 0 +∞
137 136 ad4ant14 φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n y x M y 0 +∞
138 46 101 sylan φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n y = M y = 0
139 125 128 129 131 132 62 133 137 138 sge0fodjrn φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n sum^ y x M y = sum^ n M e n
140 124 139 eqtr2d φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n sum^ n M e n = sum^ M x
141 140 adantllr φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n sum^ n M e n = sum^ M x
142 45 64 141 3eqtrd φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
143 40 41 42 142 syl21anc φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
144 143 ex φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
145 144 exlimdv φ x 𝒫 dom M Disj y x y e e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
146 30 39 145 sylc φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = M x = sum^ M x
147 27 146 pm2.61dan φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
148 147 ex φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
149 148 ralrimiva φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
150 9 3 149 jca31 φ M : dom M 0 +∞ dom M SAlg M = 0 x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
151 ismea M Meas M : dom M 0 +∞ dom M SAlg M = 0 x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
152 150 151 sylibr φ M Meas