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Theorem omssubadd

Description: A constructed outer measure is countably sub-additive. Lemma 1.5.4 of Bogachev p. 17. (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Sep-2019) (Revised by AV, 4-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses oms.m M=toOMeasR
oms.o φQV
oms.r φR:Q0+∞
omssubadd.a φyXAQ
omssubadd.b φXω
Assertion omssubadd φMyXA*yXMA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oms.m M=toOMeasR
2 oms.o φQV
3 oms.r φR:Q0+∞
4 omssubadd.a φyXAQ
5 omssubadd.b φXω
6 nnenom ω
7 6 ensymi ω
8 domentr XωωX
9 5 7 8 sylancl φX
10 brdomi Xff:X1-1
11 9 10 syl φff:X1-1
12 11 adantr φ*yXMAff:X1-1
13 simplll φ*yXMAf:X1-1e+φ
14 ctex XωXV
15 5 14 syl φXV
16 13 15 syl φ*yXMAf:X1-1e+XV
17 nfv yφ
18 nfcv _yX
19 18 nfesum1 _y*yXMA
20 nfcv _y
21 19 20 nfel y*yXMA
22 17 21 nfan yφ*yXMA
23 nfv yf:X1-1
24 22 23 nfan yφ*yXMAf:X1-1
25 nfv ye+
26 24 25 nfan yφ*yXMAf:X1-1e+
27 13 adantr φ*yXMAf:X1-1e+yXφ
28 simpr φ*yXMAf:X1-1e+yXyX
29 15 adantr φ*yXMAXV
30 omsf QVR:Q0+∞toOMeasR:𝒫domR0+∞
31 1 feq1i M:𝒫domR0+∞toOMeasR:𝒫domR0+∞
32 30 31 sylibr QVR:Q0+∞M:𝒫domR0+∞
33 2 3 32 syl2anc φM:𝒫domR0+∞
34 33 adantr φyXM:𝒫domR0+∞
35 3 fdmd φdomR=Q
36 35 unieqd φdomR=Q
37 36 adantr φyXdomR=Q
38 4 37 sseqtrrd φyXAdomR
39 2 uniexd φQV
40 39 adantr φyXQV
41 ssexg AQQVAV
42 4 40 41 syl2anc φyXAV
43 elpwg AVA𝒫domRAdomR
44 42 43 syl φyXA𝒫domRAdomR
45 38 44 mpbird φyXA𝒫domR
46 34 45 ffvelcdmd φyXMA0+∞
47 46 adantlr φ*yXMAyXMA0+∞
48 simpr φ*yXMA*yXMA
49 22 29 47 48 esumcvgre φ*yXMAyXMA
50 49 adantlr φ*yXMAf:X1-1yXMA
51 50 adantlr φ*yXMAf:X1-1e+yXMA
52 rpssre +
53 simplr φf:X1-1e+yXe+
54 2rp 2+
55 54 a1i φf:X1-1yX2+
56 df-f1 f:X1-1f:XFunf-1
57 56 simplbi f:X1-1f:X
58 57 adantl φf:X1-1f:X
59 58 ffvelcdmda φf:X1-1yXfy
60 59 nnzd φf:X1-1yXfy
61 55 60 rpexpcld φf:X1-1yX2fy+
62 61 adantlr φf:X1-1e+yX2fy+
63 53 62 rpdivcld φf:X1-1e+yXe2fy+
64 52 63 sselid φf:X1-1e+yXe2fy
65 64 adantl3r φ*yXMAf:X1-1e+yXe2fy
66 rexadd MAe2fyMA+𝑒e2fy=MA+e2fy
67 51 65 66 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+yXMA+𝑒e2fy=MA+e2fy
68 13 46 sylan φ*yXMAf:X1-1e+yXMA0+∞
69 dfrp2 +=0+∞
70 ioossicc 0+∞0+∞
71 69 70 eqsstri +0+∞
72 71 63 sselid φf:X1-1e+yXe2fy0+∞
73 72 adantl3r φ*yXMAf:X1-1e+yXe2fy0+∞
74 68 73 xrge0addcld φ*yXMAf:X1-1e+yXMA+𝑒e2fy0+∞
75 67 74 eqeltrrd φ*yXMAf:X1-1e+yXMA+e2fy0+∞
76 52 53 sselid φf:X1-1e+yXe
77 76 adantl3r φ*yXMAf:X1-1e+yXe
78 52 61 sselid φf:X1-1yX2fy
79 78 adantlr φf:X1-1e+yX2fy
80 79 adantl3r φ*yXMAf:X1-1e+yX2fy
81 simplr φ*yXMAf:X1-1e+yXe+
82 81 rpgt0d φ*yXMAf:X1-1e+yX0<e
83 2re 2
84 83 a1i φ*yXMAf:X1-1e+yX2
85 60 adantllr φ*yXMAf:X1-1yXfy
86 85 adantlr φ*yXMAf:X1-1e+yXfy
87 2pos 0<2
88 87 a1i φ*yXMAf:X1-1e+yX0<2
89 expgt0 2fy0<20<2fy
90 84 86 88 89 syl3anc φ*yXMAf:X1-1e+yX0<2fy
91 77 80 82 90 divgt0d φ*yXMAf:X1-1e+yX0<e2fy
92 65 51 ltaddposd φ*yXMAf:X1-1e+yX0<e2fyMA<MA+e2fy
93 91 92 mpbid φ*yXMAf:X1-1e+yXMA<MA+e2fy
94 1 fveq1i MA=toOMeasRA
95 2 adantr φyXQV
96 3 adantr φyXR:Q0+∞
97 omsfval QVR:Q0+∞AQtoOMeasRA=supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<
98 95 96 4 97 syl3anc φyXtoOMeasRA=supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<
99 94 98 eqtrid φyXMA=supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<
100 13 99 sylan φ*yXMAf:X1-1e+yXMA=supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<
101 100 eqcomd φ*yXMAf:X1-1e+yXsupranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<=MA
102 101 breq1d φ*yXMAf:X1-1e+yXsupranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<<MA+e2fyMA<MA+e2fy
103 93 102 mpbird φ*yXMAf:X1-1e+yXsupranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<<MA+e2fy
104 75 103 jca φ*yXMAf:X1-1e+yXMA+e2fy0+∞supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<<MA+e2fy
105 iccssxr 0+∞*
106 xrltso <Or*
107 soss 0+∞*<Or*<Or0+∞
108 105 106 107 mp2 <Or0+∞
109 biid <Or0+∞<Or0+∞
110 108 109 mpbi <Or0+∞
111 110 a1i φyX<Or0+∞
112 omscl QVR:Q0+∞A𝒫domRranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞
113 95 96 45 112 syl3anc φyXranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞
114 xrge0infss ranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞v0+∞hranxz𝒫domR|Azzω*wxRw¬h<vh0+∞v<huranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<h
115 113 114 syl φyXv0+∞hranxz𝒫domR|Azzω*wxRw¬h<vh0+∞v<huranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<h
116 111 115 infglb φyXMA+e2fy0+∞supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<<MA+e2fyuranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fy
117 116 imp φyXMA+e2fy0+∞supranxz𝒫domR|Azzω*wxRw0+∞<<MA+e2fyuranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fy
118 27 28 104 117 syl21anc φ*yXMAf:X1-1e+yXuranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fy
119 eqid xz𝒫domR|Azzω*wxRw=xz𝒫domR|Azzω*wxRw
120 esumex *wxRwV
121 119 120 elrnmpti uranxz𝒫domR|Azzω*wxRwxz𝒫domR|Azzωu=*wxRw
122 121 anbi1i uranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fyxz𝒫domR|Azzωu=*wxRwu<MA+e2fy
123 r19.41v xz𝒫domR|Azzωu=*wxRwu<MA+e2fyxz𝒫domR|Azzωu=*wxRwu<MA+e2fy
124 122 123 bitr4i uranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fyxz𝒫domR|Azzωu=*wxRwu<MA+e2fy
125 124 exbii uuranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fyuxz𝒫domR|Azzωu=*wxRwu<MA+e2fy
126 df-rex uranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fyuuranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fy
127 rexcom4 xz𝒫domR|Azzωuu=*wxRwu<MA+e2fyuxz𝒫domR|Azzωu=*wxRwu<MA+e2fy
128 125 126 127 3bitr4i uranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fyxz𝒫domR|Azzωuu=*wxRwu<MA+e2fy
129 breq1 u=*wxRwu<MA+e2fy*wxRw<MA+e2fy
130 idd u=*wxRw*wxRw<MA+e2fy*wxRw<MA+e2fy
131 129 130 sylbid u=*wxRwu<MA+e2fy*wxRw<MA+e2fy
132 131 imp u=*wxRwu<MA+e2fy*wxRw<MA+e2fy
133 132 exlimiv uu=*wxRwu<MA+e2fy*wxRw<MA+e2fy
134 133 reximi xz𝒫domR|Azzωuu=*wxRwu<MA+e2fyxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fy
135 128 134 sylbi uranxz𝒫domR|Azzω*wxRwu<MA+e2fyxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fy
136 118 135 syl φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fy
137 simpr Azzωzω
138 137 a1i z𝒫domRAzzωzω
139 138 ss2rabi z𝒫domR|Azzωz𝒫domR|zω
140 rexss z𝒫domR|Azzωz𝒫domR|zωxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fyxz𝒫domR|zωxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fy
141 139 140 ax-mp xz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fyxz𝒫domR|zωxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fy
142 unieq z=xz=x
143 142 sseq2d z=xAzAx
144 breq1 z=xzωxω
145 143 144 anbi12d z=xAzzωAxxω
146 145 elrab xz𝒫domR|Azzωx𝒫domRAxxω
147 146 simprbi xz𝒫domR|AzzωAxxω
148 147 simpld xz𝒫domR|AzzωAx
149 148 a1i φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|AzzωAx
150 149 anim1d φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fyAx*wxRw<MA+e2fy
151 150 reximdv φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|zωxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fyxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fy
152 141 151 biimtrid φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|Azzω*wxRw<MA+e2fyxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fy
153 136 152 mpd φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fy
154 153 ex φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fy
155 26 154 ralrimi φ*yXMAf:X1-1e+yXxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fy
156 unieq x=gyx=gy
157 156 sseq2d x=gyAxAgy
158 esumeq1 x=gy*wxRw=*wgyRw
159 158 breq1d x=gy*wxRw<MA+e2fy*wgyRw<MA+e2fy
160 157 159 anbi12d x=gyAx*wxRw<MA+e2fyAgy*wgyRw<MA+e2fy
161 160 ac6sg XVyXxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fygg:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy
162 161 imp XVyXxz𝒫domR|zωAx*wxRw<MA+e2fygg:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy
163 16 155 162 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+gg:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy
164 13 ad2antrr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyφ
165 38 ralrimiva φyXAdomR
166 iunss yXAdomRyXAdomR
167 165 166 sylibr φyXAdomR
168 42 ralrimiva φyXAV
169 iunexg XVyXAVyXAV
170 15 168 169 syl2anc φyXAV
171 elpwg yXAVyXA𝒫domRyXAdomR
172 170 171 syl φyXA𝒫domRyXAdomR
173 167 172 mpbird φyXA𝒫domR
174 33 173 ffvelcdmd φMyXA0+∞
175 105 174 sselid φMyXA*
176 164 175 syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*
177 simplr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyg:Xz𝒫domR|zω
178 29 ad4antr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyXV
179 177 178 fexd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fygV
180 rnexg gVrangV
181 uniexg rangVrangV
182 179 180 181 3syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrangV
183 simp-5l φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyφ
184 3 ad2antrr φg:Xz𝒫domR|zωcrangR:Q0+∞
185 frn g:Xz𝒫domR|zωrangz𝒫domR|zω
186 ssrab2 z𝒫domR|zω𝒫domR
187 185 186 sstrdi g:Xz𝒫domR|zωrang𝒫domR
188 187 unissd g:Xz𝒫domR|zωrang𝒫domR
189 unipw 𝒫domR=domR
190 188 189 sseqtrdi g:Xz𝒫domR|zωrangdomR
191 190 adantl φg:Xz𝒫domR|zωrangdomR
192 35 adantr φg:Xz𝒫domR|zωdomR=Q
193 191 192 sseqtrd φg:Xz𝒫domR|zωrangQ
194 193 sselda φg:Xz𝒫domR|zωcrangcQ
195 184 194 ffvelcdmd φg:Xz𝒫domR|zωcrangRc0+∞
196 195 ralrimiva φg:Xz𝒫domR|zωcrangRc0+∞
197 183 177 196 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fycrangRc0+∞
198 nfcv _crang
199 198 esumcl rangVcrangRc0+∞*crangRc0+∞
200 182 197 199 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*crangRc0+∞
201 105 200 sselid φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*crangRc*
202 simp-5r φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA
203 202 rexrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA*
204 simpllr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fye+
205 204 rpxrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fye*
206 203 205 xaddcld φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒e*
207 185 ad2antlr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrangz𝒫domR|zω
208 sstr rangz𝒫domR|zωz𝒫domR|zω𝒫domRrang𝒫domR
209 186 208 mpan2 rangz𝒫domR|zωrang𝒫domR
210 sspwuni rang𝒫domRrangdomR
211 209 210 sylib rangz𝒫domR|zωrangdomR
212 207 211 syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrangdomR
213 ffn g:Xz𝒫domR|zωgFnX
214 213 ad2antlr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fygFnX
215 164 5 syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyXω
216 fnct gFnXXωgω
217 rnct gωrangω
218 216 217 syl gFnXXωrangω
219 dfss3 rangz𝒫domR|zωwrangwz𝒫domR|zω
220 219 biimpi rangz𝒫domR|zωwrangwz𝒫domR|zω
221 breq1 z=wzωwω
222 221 elrab wz𝒫domR|zωw𝒫domRwω
223 222 simprbi wz𝒫domR|zωwω
224 223 ralimi wrangwz𝒫domR|zωwrangwω
225 220 224 syl rangz𝒫domR|zωwrangwω
226 unictb rangωwrangwωrangω
227 218 225 226 syl2an gFnXXωrangz𝒫domR|zωrangω
228 214 215 207 227 syl21anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrangω
229 ctex rangωrangV
230 elpwg rangVrang𝒫domRrangdomR
231 228 229 230 3syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrang𝒫domRrangdomR
232 212 231 mpbird φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrang𝒫domR
233 simpl Agy*wgyRw<MA+e2fyAgy
234 233 ralimi yXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXAgy
235 fvssunirn gyrang
236 235 unissi gyrang
237 sstr AgygyrangArang
238 236 237 mpan2 AgyArang
239 238 ralimi yXAgyyXArang
240 iunss yXArangyXArang
241 239 240 sylibr yXAgyyXArang
242 234 241 syl yXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXArang
243 242 adantl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXArang
244 232 243 228 jca32 φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrang𝒫domRyXArangrangω
245 unieq z=rangz=rang
246 245 sseq2d z=rangyXAzyXArang
247 breq1 z=rangzωrangω
248 246 247 anbi12d z=rangyXAzzωyXArangrangω
249 248 elrab rangz𝒫domR|yXAzzωrang𝒫domRyXArangrangω
250 244 249 sylibr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyrangz𝒫domR|yXAzzω
251 fveq2 c=wRc=Rw
252 251 cbvesumv *crangRc=*wrangRw
253 esumeq1 x=rang*wxRw=*wrangRw
254 253 rspceeqv rangz𝒫domR|yXAzzω*crangRc=*wrangRwxz𝒫domR|yXAzzω*crangRc=*wxRw
255 250 252 254 sylancl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyxz𝒫domR|yXAzzω*crangRc=*wxRw
256 esumex *crangRcV
257 eqid xz𝒫domR|yXAzzω*wxRw=xz𝒫domR|yXAzzω*wxRw
258 257 elrnmpt *crangRcV*crangRcranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRwxz𝒫domR|yXAzzω*crangRc=*wxRw
259 256 258 ax-mp *crangRcranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRwxz𝒫domR|yXAzzω*crangRc=*wxRw
260 255 259 sylibr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*crangRcranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw
261 110 a1i φ<Or0+∞
262 omscl QVR:Q0+∞yXA𝒫domRranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞
263 2 3 173 262 syl3anc φranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞
264 xrge0infss ranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞e0+∞tranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw¬t<et0+∞e<turanxz𝒫domR|yXAzzω*wxRwu<t
265 263 264 syl φe0+∞tranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw¬t<et0+∞e<turanxz𝒫domR|yXAzzω*wxRwu<t
266 261 265 inflb φ*crangRcranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw¬*crangRc<supranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞<
267 1 fveq1i MyXA=toOMeasRyXA
268 167 36 sseqtrd φyXAQ
269 omsfval QVR:Q0+∞yXAQtoOMeasRyXA=supranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞<
270 2 3 268 269 syl3anc φtoOMeasRyXA=supranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞<
271 267 270 eqtrid φMyXA=supranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞<
272 271 breq2d φ*crangRc<MyXA*crangRc<supranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞<
273 272 notbid φ¬*crangRc<MyXA¬*crangRc<supranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw0+∞<
274 266 273 sylibrd φ*crangRcranxz𝒫domR|yXAzzω*wxRw¬*crangRc<MyXA
275 164 260 274 sylc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy¬*crangRc<MyXA
276 biid ¬*crangRc<MyXA¬*crangRc<MyXA
277 275 276 sylib φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy¬*crangRc<MyXA
278 xrlenlt MyXA**crangRc*MyXA*crangRc¬*crangRc<MyXA
279 176 201 278 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*crangRc¬*crangRc<MyXA
280 277 279 mpbird φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*crangRc
281 nfv yg:Xz𝒫domR|zω
282 26 281 nfan yφ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zω
283 nfra1 yyXAgy*wgyRw<MA+e2fy
284 282 283 nfan yφ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy
285 simp-6l φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXφ
286 simpllr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXg:Xz𝒫domR|zω
287 simpr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXyX
288 3 ad3antrrr φg:Xz𝒫domR|zωyXwgyR:Q0+∞
289 simpllr φg:Xz𝒫domR|zωyXwgyg:Xz𝒫domR|zω
290 simplr φg:Xz𝒫domR|zωyXwgyyX
291 289 290 ffvelcdmd φg:Xz𝒫domR|zωyXwgygyz𝒫domR|zω
292 186 291 sselid φg:Xz𝒫domR|zωyXwgygy𝒫domR
293 292 elpwid φg:Xz𝒫domR|zωyXwgygydomR
294 288 293 fssdmd φg:Xz𝒫domR|zωyXwgygyQ
295 simpr φg:Xz𝒫domR|zωyXwgywgy
296 294 295 sseldd φg:Xz𝒫domR|zωyXwgywQ
297 288 296 ffvelcdmd φg:Xz𝒫domR|zωyXwgyRw0+∞
298 297 ralrimiva φg:Xz𝒫domR|zωyXwgyRw0+∞
299 fvex gyV
300 nfcv _wgy
301 300 esumcl gyVwgyRw0+∞*wgyRw0+∞
302 299 301 mpan wgyRw0+∞*wgyRw0+∞
303 298 302 syl φg:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw0+∞
304 285 286 287 303 syl21anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRw0+∞
305 304 ex φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRw0+∞
306 284 305 ralrimi φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRw0+∞
307 18 esumcl XVyX*wgyRw0+∞*yX*wgyRw0+∞
308 178 306 307 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yX*wgyRw0+∞
309 105 308 sselid φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yX*wgyRw*
310 nfv wφg:Xz𝒫domR|zω
311 simpr φg:Xz𝒫domR|zωg:Xz𝒫domR|zω
312 fniunfv gFnXyXgy=rang
313 311 213 312 3syl φg:Xz𝒫domR|zωyXgy=rang
314 310 313 esumeq1d φg:Xz𝒫domR|zω*wyXgyRw=*wrangRw
315 15 adantr φg:Xz𝒫domR|zωXV
316 299 a1i φg:Xz𝒫domR|zωyXgyV
317 315 316 297 esumiun φg:Xz𝒫domR|zω*wyXgyRw*yX*wgyRw
318 314 317 eqbrtrrd φg:Xz𝒫domR|zω*wrangRw*yX*wgyRw
319 13 318 sylan φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zω*wrangRw*yX*wgyRw
320 319 adantr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*wrangRw*yX*wgyRw
321 252 320 eqbrtrid φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*crangRc*yX*wgyRw
322 285 287 46 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXMA0+∞
323 simplll φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXφ*yXMAf:X1-1e+
324 323 287 73 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXe2fy0+∞
325 322 324 xrge0addcld φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXMA+𝑒e2fy0+∞
326 325 ex φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXMA+𝑒e2fy0+∞
327 284 326 ralrimi φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXMA+𝑒e2fy0+∞
328 18 esumcl XVyXMA+𝑒e2fy0+∞*yXMA+𝑒e2fy0+∞
329 178 327 328 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒e2fy0+∞
330 105 329 sselid φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒e2fy*
331 215 14 syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyXV
332 simp-4l φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXφ*yXMA
333 simpr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXyX
334 332 333 49 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXMA
335 334 adantr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+e2fyMA
336 65 adantlr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXe2fy
337 336 adantr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+e2fye2fy
338 id *wgyRw<MA+e2fy*wgyRw<MA+e2fy
339 338 adantl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+e2fy*wgyRw<MA+e2fy
340 66 breq2d MAe2fy*wgyRw<MA+𝑒e2fy*wgyRw<MA+e2fy
341 340 biimpar MAe2fy*wgyRw<MA+e2fy*wgyRw<MA+𝑒e2fy
342 335 337 339 341 syl21anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+e2fy*wgyRw<MA+𝑒e2fy
343 342 ex φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+e2fy*wgyRw<MA+𝑒e2fy
344 332 simpld φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXφ
345 simplr φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXg:Xz𝒫domR|zω
346 344 345 333 303 syl21anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw0+∞
347 105 346 sselid φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw*
348 334 rexrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXMA*
349 336 rexrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXe2fy*
350 348 349 xaddcld φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXMA+𝑒e2fy*
351 xrltle *wgyRw*MA+𝑒e2fy**wgyRw<MA+𝑒e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fy
352 347 350 351 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+𝑒e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fy
353 343 352 syld φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyX*wgyRw<MA+e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fy
354 353 adantld φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fy
355 354 ex φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fy
356 282 355 ralrimi φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fy
357 ralim yXAgy*wgyRw<MA+e2fy*wgyRwMA+𝑒e2fyyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRwMA+𝑒e2fy
358 356 357 syl φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRwMA+𝑒e2fy
359 358 imp φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRwMA+𝑒e2fy
360 359 r19.21bi φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyX*wgyRwMA+𝑒e2fy
361 284 18 331 304 325 360 esumlef φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yX*wgyRw*yXMA+𝑒e2fy
362 164 46 sylan φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXMA0+∞
363 284 18 331 362 324 esumaddf φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒e2fy=*yXMA+𝑒*yXe2fy
364 324 ex φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXe2fy0+∞
365 284 364 ralrimi φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyyXe2fy0+∞
366 18 esumcl XVyXe2fy0+∞*yXe2fy0+∞
367 178 365 366 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXe2fy0+∞
368 105 367 sselid φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXe2fy*
369 simp-4r φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyf:X1-1
370 vex fV
371 370 rnex ranfV
372 371 a1i φf:X1-1e+ranfV
373 58 frnd φf:X1-1ranf
374 373 adantr φf:X1-1e+ranf
375 374 sselda φf:X1-1e+zranfz
376 54 a1i φf:X1-1z2+
377 simpr φf:X1-1zz
378 377 nnzd φf:X1-1zz
379 376 378 rpexpcld φf:X1-1z2z+
380 379 rpreccld φf:X1-1z12z+
381 71 380 sselid φf:X1-1z12z0+∞
382 381 adantlr φf:X1-1e+z12z0+∞
383 375 382 syldan φf:X1-1e+zranf12z0+∞
384 383 ralrimiva φf:X1-1e+zranf12z0+∞
385 nfcv _zranf
386 385 esumcl ranfVzranf12z0+∞*zranf12z0+∞
387 372 384 386 syl2anc φf:X1-1e+*zranf12z0+∞
388 105 387 sselid φf:X1-1e+*zranf12z*
389 1xr 1*
390 389 a1i φf:X1-1e+1*
391 71 sseli e+e0+∞
392 391 adantl φf:X1-1e+e0+∞
393 elxrge0 e0+∞e*0e
394 392 393 sylib φf:X1-1e+e*0e
395 nfv zφf:X1-1
396 nnex V
397 396 a1i φf:X1-1V
398 395 397 381 373 esummono φf:X1-1*zranf12z*z12z
399 oveq2 z=w2z=2w
400 399 oveq2d z=w12z=12w
401 ioossico 0+∞0+∞
402 69 401 eqsstri +0+∞
403 402 380 sselid φf:X1-1z12z0+∞
404 eqidd zw12w=w12w
405 simpr zw=zw=z
406 405 oveq2d zw=z2w=2z
407 406 oveq2d zw=z12w=12z
408 id zz
409 ovexd z12zV
410 404 407 408 409 fvmptd zw12wz=12z
411 410 adantl φf:X1-1zw12wz=12z
412 ax-1cn 1
413 eqid w12w=w12w
414 413 geo2lim 1seq1+w12w1
415 412 414 ax-mp seq1+w12w1
416 415 a1i φf:X1-1seq1+w12w1
417 1re 1
418 417 a1i φf:X1-11
419 400 403 411 416 418 esumcvgsum φf:X1-1*z12z=z12z
420 geoihalfsum z12z=1
421 419 420 eqtrdi φf:X1-1*z12z=1
422 398 421 breqtrd φf:X1-1*zranf12z1
423 422 adantr φf:X1-1e+*zranf12z1
424 xlemul2a *zranf12z*1*e*0e*zranf12z1e𝑒*zranf12ze𝑒1
425 388 390 394 423 424 syl31anc φf:X1-1e+e𝑒*zranf12ze𝑒1
426 17 23 nfan yφf:X1-1
427 426 25 nfan yφf:X1-1e+
428 76 recnd φf:X1-1e+yXe
429 78 recnd φf:X1-1yX2fy
430 429 adantlr φf:X1-1e+yX2fy
431 2cn 2
432 431 a1i φf:X1-1yX2
433 2ne0 20
434 433 a1i φf:X1-1yX20
435 432 434 60 expne0d φf:X1-1yX2fy0
436 435 adantlr φf:X1-1e+yX2fy0
437 428 430 436 divrecd φf:X1-1e+yXe2fy=e12fy
438 1rp 1+
439 438 a1i φf:X1-1yX1+
440 439 61 rpdivcld φf:X1-1yX12fy+
441 52 440 sselid φf:X1-1yX12fy
442 441 adantlr φf:X1-1e+yX12fy
443 rexmul e12fye𝑒12fy=e12fy
444 76 442 443 syl2anc φf:X1-1e+yXe𝑒12fy=e12fy
445 437 444 eqtr4d φf:X1-1e+yXe2fy=e𝑒12fy
446 445 ralrimiva φf:X1-1e+yXe2fy=e𝑒12fy
447 427 446 esumeq2d φf:X1-1e+*yXe2fy=*yXe𝑒12fy
448 15 ad2antrr φf:X1-1e+XV
449 71 440 sselid φf:X1-1yX12fy0+∞
450 449 adantlr φf:X1-1e+yX12fy0+∞
451 402 a1i φf:X1-1+0+∞
452 451 sselda φf:X1-1e+e0+∞
453 448 450 452 esummulc2 φf:X1-1e+e𝑒*yX12fy=*yXe𝑒12fy
454 nfcv _y12z
455 oveq2 z=fy2z=2fy
456 455 oveq2d z=fy12z=12fy
457 15 adantr φf:X1-1XV
458 56 simprbi f:X1-1Funf-1
459 57 feqmptd f:X1-1f=yXfy
460 459 cnveqd f:X1-1f-1=yXfy-1
461 460 funeqd f:X1-1Funf-1FunyXfy-1
462 458 461 mpbid f:X1-1FunyXfy-1
463 462 adantl φf:X1-1FunyXfy-1
464 454 426 18 456 457 463 449 59 esumc φf:X1-1*yX12fy=*zx|yXx=fy12z
465 ffn f:XfFnX
466 fnrnfv fFnXranf=x|yXx=fy
467 58 465 466 3syl φf:X1-1ranf=x|yXx=fy
468 395 467 esumeq1d φf:X1-1*zranf12z=*zx|yXx=fy12z
469 464 468 eqtr4d φf:X1-1*yX12fy=*zranf12z
470 469 adantr φf:X1-1e+*yX12fy=*zranf12z
471 470 oveq2d φf:X1-1e+e𝑒*yX12fy=e𝑒*zranf12z
472 447 453 471 3eqtr2rd φf:X1-1e+e𝑒*zranf12z=*yXe2fy
473 394 simpld φf:X1-1e+e*
474 xmulrid e*e𝑒1=e
475 473 474 syl φf:X1-1e+e𝑒1=e
476 425 472 475 3brtr3d φf:X1-1e+*yXe2fye
477 164 369 204 476 syl21anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXe2fye
478 xleadd2a *yXe2fy*e**yXMA**yXe2fye*yXMA+𝑒*yXe2fy*yXMA+𝑒e
479 368 205 203 477 478 syl31anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒*yXe2fy*yXMA+𝑒e
480 363 479 eqbrtrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒e2fy*yXMA+𝑒e
481 309 330 206 361 480 xrletrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yX*wgyRw*yXMA+𝑒e
482 201 309 206 321 481 xrletrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*crangRc*yXMA+𝑒e
483 176 201 206 280 482 xrletrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*yXMA+𝑒e
484 204 rpred φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fye
485 rexadd *yXMAe*yXMA+𝑒e=*yXMA+e
486 202 484 485 syl2anc φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fy*yXMA+𝑒e=*yXMA+e
487 483 486 breqtrd φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*yXMA+e
488 487 anasss φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*yXMA+e
489 488 ex φ*yXMAf:X1-1e+g:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*yXMA+e
490 489 exlimdv φ*yXMAf:X1-1e+gg:Xz𝒫domR|zωyXAgy*wgyRw<MA+e2fyMyXA*yXMA+e
491 163 490 mpd φ*yXMAf:X1-1e+MyXA*yXMA+e
492 491 ralrimiva φ*yXMAf:X1-1e+MyXA*yXMA+e
493 xralrple MyXA**yXMAMyXA*yXMAe+MyXA*yXMA+e
494 175 493 sylan φ*yXMAMyXA*yXMAe+MyXA*yXMA+e
495 494 adantr φ*yXMAf:X1-1MyXA*yXMAe+MyXA*yXMA+e
496 492 495 mpbird φ*yXMAf:X1-1MyXA*yXMA
497 496 ex φ*yXMAf:X1-1MyXA*yXMA
498 497 exlimdv φ*yXMAff:X1-1MyXA*yXMA
499 12 498 mpd φ*yXMAMyXA*yXMA
500 175 adantr φ¬*yXMAMyXA*
501 pnfge MyXA*MyXA+∞
502 500 501 syl φ¬*yXMAMyXA+∞
503 46 ralrimiva φyXMA0+∞
504 18 esumcl XVyXMA0+∞*yXMA0+∞
505 15 503 504 syl2anc φ*yXMA0+∞
506 xrge0nre *yXMA0+∞¬*yXMA*yXMA=+∞
507 505 506 sylan φ¬*yXMA*yXMA=+∞
508 502 507 breqtrrd φ¬*yXMAMyXA*yXMA
509 499 508 pm2.61dan φMyXA*yXMA