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Theorem ovnovollem3

Description: The 1-dimensional Lebesgue outer measure agrees with the Lebesgue outer measure on subsets of Real numbers. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021)

Ref Expression
Hypotheses ovnovollem3.a φAV
ovnovollem3.b φB
ovnovollem3.m M=z*|i2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
ovnovollem3.n N=z*|f2Bran.fz=sum^vol.f
Assertion ovnovollem3 φvoln*ABA=vol*B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ovnovollem3.a φAV
2 ovnovollem3.b φB
3 ovnovollem3.m M=z*|i2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
4 ovnovollem3.n N=z*|f2Bran.fz=sum^vol.f
5 1 snn0d φA
6 5 neneqd φ¬A=
7 6 iffalsed φifA=0supM*<=supM*<
8 snfi AFin
9 8 a1i φAFin
10 reex V
11 10 a1i φV
12 mapss VBBAA
13 11 2 12 syl2anc φBAA
14 9 13 3 ovnval2 φvoln*ABA=ifA=0supM*<
15 2 4 ovolval5 φvol*B=supN*<
16 1 ad2antrr φf2Bran.fz=sum^vol.fAV
17 simplr φf2Bran.fz=sum^vol.ff2
18 fveq2 n=jfn=fj
19 18 opeq2d n=jAfn=Afj
20 19 sneqd n=jAfn=Afj
21 20 cbvmptv nAfn=jAfj
22 simprl φf2Bran.fz=sum^vol.fBran.f
23 11 2 ssexd φBV
24 23 adantr φf2BV
25 24 adantr φf2Bran.fz=sum^vol.fBV
26 simprr φf2Bran.fz=sum^vol.fz=sum^vol.f
27 16 17 21 22 25 26 ovnovollem1 φf2Bran.fz=sum^vol.fi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
28 27 rexlimdva2 φf2Bran.fz=sum^vol.fi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
29 1 3ad2ant1 φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkAV
30 23 3ad2ant1 φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkBV
31 simp2 φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijki2A
32 simp3l φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkBAjkA.ijk
33 fveq2 j=nij=in
34 33 coeq2d j=n.ij=.in
35 34 fveq1d j=n.ijk=.ink
36 35 ixpeq2dv j=nkA.ijk=kA.ink
37 fveq2 k=l.ink=.inl
38 37 cbvixpv kA.ink=lA.inl
39 38 a1i j=nkA.ink=lA.inl
40 36 39 eqtrd j=nkA.ijk=lA.inl
41 40 cbviunv jkA.ijk=nlA.inl
42 41 sseq2i BAjkA.ijkBAnlA.inl
43 42 biimpi BAjkA.ijkBAnlA.inl
44 32 43 syl φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkBAnlA.inl
45 simp3r φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkz=sum^jkAvol.ijk
46 35 fveq2d j=nvol.ijk=vol.ink
47 46 prodeq2ad j=nkAvol.ijk=kAvol.ink
48 37 fveq2d k=lvol.ink=vol.inl
49 48 cbvprodv kAvol.ink=lAvol.inl
50 49 a1i j=nkAvol.ink=lAvol.inl
51 47 50 eqtrd j=nkAvol.ijk=lAvol.inl
52 51 cbvmptv jkAvol.ijk=nlAvol.inl
53 52 fveq2i sum^jkAvol.ijk=sum^nlAvol.inl
54 53 eqeq2i z=sum^jkAvol.ijkz=sum^nlAvol.inl
55 54 biimpi z=sum^jkAvol.ijkz=sum^nlAvol.inl
56 45 55 syl φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkz=sum^nlAvol.inl
57 fveq2 m=nim=in
58 57 fveq1d m=nimA=inA
59 58 cbvmptv mimA=ninA
60 29 30 31 44 56 59 ovnovollem2 φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkf2Bran.fz=sum^vol.f
61 60 3exp φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkf2Bran.fz=sum^vol.f
62 61 rexlimdv φi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijkf2Bran.fz=sum^vol.f
63 28 62 impbid φf2Bran.fz=sum^vol.fi2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
64 63 rabbidv φz*|f2Bran.fz=sum^vol.f=z*|i2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
65 4 a1i φN=z*|f2Bran.fz=sum^vol.f
66 3 a1i φM=z*|i2ABAjkA.ijkz=sum^jkAvol.ijk
67 64 65 66 3eqtr4d φN=M
68 67 infeq1d φsupN*<=supM*<
69 15 68 eqtrd φvol*B=supM*<
70 7 14 69 3eqtr4d φvoln*ABA=vol*B