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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 bilani x ω Disj y x y Disj w x w
37 36 ad2antlr φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = Disj w x w
38 31 33 37 nnfoctbdj φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = e e : onto x Disj n e n
39 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
40 simprl φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n e : onto x
41 simprr φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n Disj n e n
42 founiiun0 e : onto x x = n e n
43 42 fveq2d e : onto x M x = M n e n
44 43 ad2antlr φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = M n e n
45 simplll φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n φ
46 fof e : onto x e : x
47 46 adantl φ x 𝒫 dom M e : onto x e : x
48 elpwi x 𝒫 dom M x dom M
49 48 adantl φ x 𝒫 dom M x dom M
50 5 adantr φ x 𝒫 dom M dom M = S
51 49 50 sseqtrd φ x 𝒫 dom M x S
52 0sal S SAlg S
53 1 52 syl φ S
54 snssi S S
55 53 54 syl φ S
56 55 adantr φ x 𝒫 dom M S
57 51 56 unssd φ x 𝒫 dom M x S
58 57 adantr φ x 𝒫 dom M e : onto x x S
59 47 58 fssd φ x 𝒫 dom M e : onto x e : S
60 59 adantr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n e : S
61 simpr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n Disj n e n
62 45 60 61 4 syl3anc φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n M n e n = sum^ n M e n
63 62 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
64 2 feqmptd φ M = y S M y
65 64 reseq1d φ M x = y S M y x
66 65 adantr φ x 𝒫 dom M M x = y S M y x
67 66 adantr φ x 𝒫 dom M x M x = y S M y x
68 51 resmptd φ x 𝒫 dom M y S M y x = y x M y
69 68 adantr φ x 𝒫 dom M x y S M y x = y x M y
70 snssi x x
71 ssequn2 x x = x
72 70 71 sylib x x = x
73 72 eqcomd x x = x
74 73 mpteq1d x y x M y = y x M y
75 74 adantl φ x 𝒫 dom M x y x M y = y x M y
76 67 69 75 3eqtrd φ x 𝒫 dom M x M x = y x M y
77 76 fveq2d φ x 𝒫 dom M x sum^ M x = sum^ y x M y
78 nfv y φ x 𝒫 dom M ¬ x
79 simplr φ x 𝒫 dom M ¬ x x 𝒫 dom M
80 p0ex V
81 80 a1i φ x 𝒫 dom M ¬ x V
82 disjsn x = ¬ x
83 82 bilanri φ x 𝒫 dom M ¬ x x =
84 2 ad2antrr φ x 𝒫 dom M y x M : S 0 +∞
85 51 sselda φ x 𝒫 dom M y x y S
86 84 85 ffvelcdmd φ x 𝒫 dom M y x M y 0 +∞
87 86 adantlr φ x 𝒫 dom M ¬ x y x M y 0 +∞
88 elsni y y =
89 88 fveq2d y M y = M
90 89 adantl φ y M y = M
91 2 53 ffvelcdmd φ M 0 +∞
92 91 adantr φ y M 0 +∞
93 90 92 eqeltrd φ y M y 0 +∞
94 93 ad4ant14 φ x 𝒫 dom M ¬ x y M y 0 +∞
95 78 79 81 83 87 94 sge0splitmpt φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ y x M y = sum^ y x M y + 𝑒 sum^ y M y
96 fveq2 y = M y = M
97 96 adantl φ y = M y = M
98 3 adantr φ y = M = 0
99 97 98 eqtrd φ y = M y = 0
100 88 99 sylan2 φ y M y = 0
101 100 mpteq2dva φ y M y = y 0
102 101 fveq2d φ sum^ y M y = sum^ y 0
103 nfv y φ
104 80 a1i φ V
105 103 104 sge0z φ sum^ y 0 = 0
106 102 105 eqtrd φ sum^ y M y = 0
107 106 oveq2d φ sum^ y x M y + 𝑒 sum^ y M y = sum^ y x M y + 𝑒 0
108 107 ad2antrr φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ y x M y + 𝑒 sum^ y M y = sum^ y x M y + 𝑒 0
109 simpr φ x 𝒫 dom M x 𝒫 dom M
110 66 68 eqtrd φ x 𝒫 dom M M x = y x M y
111 2 adantr φ x 𝒫 dom M M : S 0 +∞
112 111 51 fssresd φ x 𝒫 dom M M x : x 0 +∞
113 110 112 feq1dd φ x 𝒫 dom M y x M y : x 0 +∞
114 109 113 sge0xrcl φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y *
115 114 xaddridd φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y + 𝑒 0 = sum^ y x M y
116 110 fveq2d φ x 𝒫 dom M sum^ M x = sum^ y x M y
117 116 eqcomd φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y = sum^ M x
118 115 117 eqtrd φ x 𝒫 dom M sum^ y x M y + 𝑒 0 = sum^ M x
119 118 adantr φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ y x M y + 𝑒 0 = sum^ M x
120 95 108 119 3eqtrrd φ x 𝒫 dom M ¬ x sum^ M x = sum^ y x M y
121 77 120 pm2.61dan φ x 𝒫 dom M sum^ M x = sum^ y x M y
122 121 ad2antrr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n sum^ M x = sum^ y x M y
123 nfv y φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n
124 nfv n φ x 𝒫 dom M e : onto x
125 nfdisj1 n Disj n e n
126 124 125 nfan n φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n
127 fveq2 y = e n M y = M e n
128 nnex V
129 128 a1i φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n V
130 simplr φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n e : onto x
131 eqidd φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n n e n = e n
132 2 ad2antrr φ x 𝒫 dom M y x M : S 0 +∞
133 57 sselda φ x 𝒫 dom M y x y S
134 132 133 ffvelcdmd φ x 𝒫 dom M y x M y 0 +∞
135 134 ad4ant14 φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n y x M y 0 +∞
136 45 99 sylan φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n y = M y = 0
137 123 126 127 129 130 61 131 135 136 sge0fodjrn φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n sum^ y x M y = sum^ n M e n
138 122 137 eqtr2d φ x 𝒫 dom M e : onto x Disj n e n sum^ n M e n = sum^ M x
139 138 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
140 44 63 139 3eqtrd φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
141 39 40 41 140 syl21anc φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
142 141 ex φ x 𝒫 dom M Disj y x y e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
143 142 exlimdv φ x 𝒫 dom M Disj y x y e e : onto x Disj n e n M x = sum^ M x
144 30 38 143 sylc φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y ¬ x = M x = sum^ M x
145 27 144 pm2.61dan φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
146 145 ex φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
147 146 ralrimiva φ x 𝒫 dom M x ω Disj y x y M x = sum^ M x
148 9 3 147 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
149 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
150 148 149 sylibr φ M Meas