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Theorem isrnmeas

Description: The property of being a measure on an undefined base sigma-algebra. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Dec-2016)

Ref Expression
Assertion isrnmeas ⊢ M ∈ ⋃ ran ⁡ measures → dom ⁡ M ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-meas ⊢ measures = s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ⟼ m | m : s ⟶ 0 +∞ ∧ m ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y
2 vex ⊢ s ∈ V
3 ovex ⊢ 0 +∞ ∈ V
4 mapex ⊢ s ∈ V ∧ 0 +∞ ∈ V → m | m : s ⟶ 0 +∞ ∈ V
5 2 3 4 mp2an ⊢ m | m : s ⟶ 0 +∞ ∈ V
6 simp1 ⊢ m : s ⟶ 0 +∞ ∧ m ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y → m : s ⟶ 0 +∞
7 6 ss2abi ⊢ m | m : s ⟶ 0 +∞ ∧ m ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y ⊆ m | m : s ⟶ 0 +∞
8 5 7 ssexi ⊢ m | m : s ⟶ 0 +∞ ∧ m ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y ∈ V
9 feq1 ⊢ m = M → m : s ⟶ 0 +∞ ↔ M : s ⟶ 0 +∞
10 fveq1 ⊢ m = M → m ⁡ ∅ = M ⁡ ∅
11 10 eqeq1d ⊢ m = M → m ⁡ ∅ = 0 ↔ M ⁡ ∅ = 0
12 fveq1 ⊢ m = M → m ⁡ ⋃ x = M ⁡ ⋃ x
13 fveq1 ⊢ m = M → m ⁡ y = M ⁡ y
14 13 esumeq2sdv ⊢ m = M → ∑ * y ∈ x m ⁡ y = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
15 12 14 eqeq12d ⊢ m = M → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y ↔ M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
16 15 imbi2d ⊢ m = M → x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y ↔ x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
17 16 ralbidv ⊢ m = M → ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y ↔ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
18 9 11 17 3anbi123d ⊢ m = M → m : s ⟶ 0 +∞ ∧ m ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → m ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x m ⁡ y ↔ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
19 1 8 18 abfmpunirn ⊢ M ∈ ⋃ ran ⁡ measures ↔ M ∈ V ∧ ∃ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
20 19 simprbi ⊢ M ∈ ⋃ ran ⁡ measures → ∃ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
21 fdm ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ → dom ⁡ M = s
22 21 3ad2ant1 ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → dom ⁡ M = s
23 22 adantl ⊢ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → dom ⁡ M = s
24 simpl ⊢ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra
25 23 24 eqeltrd ⊢ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → dom ⁡ M ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra
26 simp1 ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → M : s ⟶ 0 +∞
27 feq2 ⊢ dom ⁡ M = s → M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ↔ M : s ⟶ 0 +∞
28 27 biimpar ⊢ dom ⁡ M = s ∧ M : s ⟶ 0 +∞ → M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞
29 22 26 28 syl2anc ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞
30 simp2 ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → M ⁡ ∅ = 0
31 simp3 ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
32 pweq ⊢ dom ⁡ M = s → 𝒫 dom ⁡ M = 𝒫 s
33 32 raleqdv ⊢ dom ⁡ M = s → ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y ↔ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
34 33 biimpar ⊢ dom ⁡ M = s ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
35 22 31 34 syl2anc ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
36 29 30 35 3jca ⊢ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
37 36 adantl ⊢ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
38 25 37 jca ⊢ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → dom ⁡ M ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
39 38 rexlimiva ⊢ ∃ s ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra M : s ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 s x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y → dom ⁡ M ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y
40 20 39 syl ⊢ M ∈ ⋃ ran ⁡ measures → dom ⁡ M ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ M : dom ⁡ M ⟶ 0 +∞ ∧ M ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ x ∈ 𝒫 dom ⁡ M x ≼ ω ∧ Disj y ∈ x y → M ⁡ ⋃ x = ∑ * y ∈ x M ⁡ y