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Theorem omsmon

Description: A constructed outer measure is monotone. Note in Example 1.5.2 of Bogachev p. 17. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Sep-2019) (Revised by AV, 4-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses oms.m ⊢ M = toOMeas ⁡ R
oms.o ⊢ φ → Q ∈ V
oms.r ⊢ φ → R : Q ⟶ 0 +∞
omsmon.a ⊢ φ → A ⊆ B
omsmon.b ⊢ φ → B ⊆ ⋃ Q
Assertion omsmon ⊢ φ → M ⁡ A ≤ M ⁡ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oms.m ⊢ M = toOMeas ⁡ R
2 oms.o ⊢ φ → Q ∈ V
3 oms.r ⊢ φ → R : Q ⟶ 0 +∞
4 omsmon.a ⊢ φ → A ⊆ B
5 omsmon.b ⊢ φ → B ⊆ ⋃ Q
6 4 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R → A ⊆ B
7 sstr2 ⊢ A ⊆ B → B ⊆ ⋃ z → A ⊆ ⋃ z
8 6 7 syl ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R → B ⊆ ⋃ z → A ⊆ ⋃ z
9 8 anim1d ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R → B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω → A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω
10 9 ss2rabdv ⊢ φ → z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⊆ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω
11 resmpt ⊢ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⊆ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω → x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ↾ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω = x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
12 10 11 syl ⊢ φ → x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ↾ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω = x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
13 resss ⊢ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ↾ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⊆ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
14 12 13 eqsstrrdi ⊢ φ → x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ⊆ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
15 rnss ⊢ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ⊆ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y → ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ⊆ ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
16 14 15 syl ⊢ φ → ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ⊆ ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
17 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → R : Q ⟶ 0 +∞
18 ssrab2 ⊢ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⊆ 𝒫 dom ⁡ R
19 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω
20 18 19 sselid ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → x ∈ 𝒫 dom ⁡ R
21 elpwi ⊢ x ∈ 𝒫 dom ⁡ R → x ⊆ dom ⁡ R
22 20 21 syl ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → x ⊆ dom ⁡ R
23 3 fdmd ⊢ φ → dom ⁡ R = Q
24 23 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → dom ⁡ R = Q
25 22 24 sseqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → x ⊆ Q
26 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → y ∈ x
27 25 26 sseldd ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → y ∈ Q
28 17 27 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∧ y ∈ x → R ⁡ y ∈ 0 +∞
29 28 ralrimiva ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω → ∀ y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞
30 vex ⊢ x ∈ V
31 nfcv ⊢ Ⅎ _ y x
32 31 esumcl ⊢ x ∈ V ∧ ∀ y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞ → ∑ * y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞
33 30 32 mpan ⊢ ∀ y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞ → ∑ * y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞
34 29 33 syl ⊢ φ ∧ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω → ∑ * y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞
35 34 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∑ * y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞
36 eqid ⊢ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y = x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y
37 36 rnmptss ⊢ ∀ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ∑ * y ∈ x R ⁡ y ∈ 0 +∞ → ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ⊆ 0 +∞
38 35 37 syl ⊢ φ → ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y ⊆ 0 +∞
39 16 38 xrge0infssd ⊢ φ → inf ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y 0 +∞ < ≤ inf ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y 0 +∞ <
40 4 5 sstrd ⊢ φ → A ⊆ ⋃ Q
41 omsfval ⊢ Q ∈ V ∧ R : Q ⟶ 0 +∞ ∧ A ⊆ ⋃ Q → toOMeas ⁡ R ⁡ A = inf ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y 0 +∞ <
42 2 3 40 41 syl3anc ⊢ φ → toOMeas ⁡ R ⁡ A = inf ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | A ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y 0 +∞ <
43 omsfval ⊢ Q ∈ V ∧ R : Q ⟶ 0 +∞ ∧ B ⊆ ⋃ Q → toOMeas ⁡ R ⁡ B = inf ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y 0 +∞ <
44 2 3 5 43 syl3anc ⊢ φ → toOMeas ⁡ R ⁡ B = inf ran ⁡ x ∈ z ∈ 𝒫 dom ⁡ R | B ⊆ ⋃ z ∧ z ≼ ω ⟼ ∑ * y ∈ x R ⁡ y 0 +∞ <
45 39 42 44 3brtr4d ⊢ φ → toOMeas ⁡ R ⁡ A ≤ toOMeas ⁡ R ⁡ B
46 1 fveq1i ⊢ M ⁡ A = toOMeas ⁡ R ⁡ A
47 1 fveq1i ⊢ M ⁡ B = toOMeas ⁡ R ⁡ B
48 45 46 47 3brtr4g ⊢ φ → M ⁡ A ≤ M ⁡ B