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Theorem measdivcst

Description: Division of a measure by a positive constant is a measure. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Dec-2016) (Revised by Thierry Arnoux, 30-Jan-2017)

Ref Expression
Assertion measdivcst ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → M ∘ fc ⁡ ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ofcfval3 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → M ∘ fc ⁡ ÷ 𝑒 A = x ∈ dom ⁡ M ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A
2 measfrge0 ⊢ M ∈ measures ⁡ S → M : S ⟶ 0 +∞
3 2 fdmd ⊢ M ∈ measures ⁡ S → dom ⁡ M = S
4 3 adantr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → dom ⁡ M = S
5 4 mpteq1d ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → x ∈ dom ⁡ M ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A = x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A
6 1 5 eqtrd ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → M ∘ fc ⁡ ÷ 𝑒 A = x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A
7 measvxrge0 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ x ∈ S → M ⁡ x ∈ 0 +∞
8 7 adantlr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ x ∈ S → M ⁡ x ∈ 0 +∞
9 simplr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ x ∈ S → A ∈ ℝ +
10 8 9 xrpxdivcld ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ x ∈ S → M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ 0 +∞
11 10 fmpttd ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A : S ⟶ 0 +∞
12 measbase ⊢ M ∈ measures ⁡ S → S ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra
13 0elsiga ⊢ S ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra → ∅ ∈ S
14 12 13 syl ⊢ M ∈ measures ⁡ S → ∅ ∈ S
15 14 adantr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → ∅ ∈ S
16 ovex ⊢ M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A ∈ V
17 fveq2 ⊢ x = ∅ → M ⁡ x = M ⁡ ∅
18 17 oveq1d ⊢ x = ∅ → M ⁡ x ÷ 𝑒 A = M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A
19 eqid ⊢ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A = x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A
20 18 19 fvmptg ⊢ ∅ ∈ S ∧ M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A ∈ V → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A
21 15 16 20 sylancl ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A
22 measvnul ⊢ M ∈ measures ⁡ S → M ⁡ ∅ = 0
23 22 oveq1d ⊢ M ∈ measures ⁡ S → M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A = 0 ÷ 𝑒 A
24 xdiv0rp ⊢ A ∈ ℝ + → 0 ÷ 𝑒 A = 0
25 23 24 sylan9eq ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → M ⁡ ∅ ÷ 𝑒 A = 0
26 21 25 eqtrd ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = 0
27 simpll ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ +
28 simplr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → y ∈ 𝒫 S
29 simprl ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → y ≼ ω
30 simprr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → Disj z ∈ y z
31 vex ⊢ y ∈ V
32 31 a1i ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S → y ∈ V
33 simplll ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ z ∈ y → M ∈ measures ⁡ S
34 velpw ⊢ y ∈ 𝒫 S ↔ y ⊆ S
35 ssel2 ⊢ y ⊆ S ∧ z ∈ y → z ∈ S
36 34 35 sylanb ⊢ y ∈ 𝒫 S ∧ z ∈ y → z ∈ S
37 36 adantll ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ z ∈ y → z ∈ S
38 measvxrge0 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ z ∈ S → M ⁡ z ∈ 0 +∞
39 33 37 38 syl2anc ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ z ∈ y → M ⁡ z ∈ 0 +∞
40 simplr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S → A ∈ ℝ +
41 32 39 40 esumdivc ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S → ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A = ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A
42 41 3ad2antr1 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A = ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A
43 12 ad2antrr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → S ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra
44 simpr1 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → y ∈ 𝒫 S
45 simpr2 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → y ≼ ω
46 sigaclcu ⊢ S ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω → ⋃ y ∈ S
47 43 44 45 46 syl3anc ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → ⋃ y ∈ S
48 fveq2 ⊢ x = ⋃ y → M ⁡ x = M ⁡ ⋃ y
49 48 oveq1d ⊢ x = ⋃ y → M ⁡ x ÷ 𝑒 A = M ⁡ ⋃ y ÷ 𝑒 A
50 ovex ⊢ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ V
51 49 19 50 fvmpt3i ⊢ ⋃ y ∈ S → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = M ⁡ ⋃ y ÷ 𝑒 A
52 47 51 syl ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = M ⁡ ⋃ y ÷ 𝑒 A
53 simpll ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → M ∈ measures ⁡ S
54 simpr3 ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → Disj z ∈ y z
55 measvun ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → M ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y M ⁡ z
56 53 44 45 54 55 syl112anc ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → M ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y M ⁡ z
57 56 oveq1d ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → M ⁡ ⋃ y ÷ 𝑒 A = ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A
58 52 57 eqtrd ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A
59 fveq2 ⊢ x = z → M ⁡ x = M ⁡ z
60 59 oveq1d ⊢ x = z → M ⁡ x ÷ 𝑒 A = M ⁡ z ÷ 𝑒 A
61 60 19 50 fvmpt3i ⊢ z ∈ S → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z = M ⁡ z ÷ 𝑒 A
62 36 61 syl ⊢ y ∈ 𝒫 S ∧ z ∈ y → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z = M ⁡ z ÷ 𝑒 A
63 62 esumeq2dv ⊢ y ∈ 𝒫 S → ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z = ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A
64 44 63 syl ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z = ∑ * z ∈ y M ⁡ z ÷ 𝑒 A
65 42 58 64 3eqtr4d ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z
66 27 28 29 30 65 syl13anc ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S ∧ y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z
67 66 ex ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + ∧ y ∈ 𝒫 S → y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z
68 67 ralrimiva ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → ∀ y ∈ 𝒫 S y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z
69 ismeas ⊢ S ∈ ⋃ ran ⁡ sigAlgebra → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S ↔ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A : S ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ y ∈ 𝒫 S y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z
70 12 69 syl ⊢ M ∈ measures ⁡ S → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S ↔ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A : S ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ y ∈ 𝒫 S y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z
71 70 biimprd ⊢ M ∈ measures ⁡ S → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A : S ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ y ∈ 𝒫 S y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S
72 71 adantr ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A : S ⟶ 0 +∞ ∧ x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ∅ = 0 ∧ ∀ y ∈ 𝒫 S y ≼ ω ∧ Disj z ∈ y z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ ⋃ y = ∑ * z ∈ y x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ⁡ z → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S
73 11 26 68 72 mp3and ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → x ∈ S ⟼ M ⁡ x ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S
74 6 73 eqeltrd ⊢ M ∈ measures ⁡ S ∧ A ∈ ℝ + → M ∘ fc ⁡ ÷ 𝑒 A ∈ measures ⁡ S