Metamath Proof Explorer


Theorem ovnsubadd

Description: ( voln*X ) is subadditive. Proposition 115D (a)(iv) of Fremlin1 p. 31 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses ovnsubadd.1 φXFin
ovnsubadd.2 φA:𝒫X
Assertion ovnsubadd φvoln*XnAnsum^nvoln*XAn

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ovnsubadd.1 φXFin
2 ovnsubadd.2 φA:𝒫X
3 fveq2 X=voln*X=voln*
4 3 fveq1d X=voln*XnAn=voln*nAn
5 4 adantl φX=voln*XnAn=voln*nAn
6 2 adantr φnA:𝒫X
7 simpr φnn
8 6 7 ffvelcdmd φnAn𝒫X
9 elpwi An𝒫XAnX
10 8 9 syl φnAnX
11 10 ralrimiva φnAnX
12 iunss nAnXnAnX
13 11 12 sylibr φnAnX
14 13 adantr φX=nAnX
15 oveq2 X=X=
16 15 adantl φX=X=
17 14 16 sseqtrd φX=nAn
18 17 ovn0val φX=voln*nAn=0
19 5 18 eqtrd φX=voln*XnAn=0
20 nnex V
21 20 a1i φV
22 1 adantr φnXFin
23 22 10 ovncl φnvoln*XAn0+∞
24 eqid nvoln*XAn=nvoln*XAn
25 23 24 fmptd φnvoln*XAn:0+∞
26 21 25 sge0ge0 φ0sum^nvoln*XAn
27 26 adantr φX=0sum^nvoln*XAn
28 19 27 eqbrtrd φX=voln*XnAnsum^nvoln*XAn
29 1 13 ovnxrcl φvoln*XnAn*
30 29 adantr φ¬X=voln*XnAn*
31 21 25 sge0xrcl φsum^nvoln*XAn*
32 31 adantr φ¬X=sum^nvoln*XAn*
33 1 ad2antrr φ¬X=y+XFin
34 neqne ¬X=X
35 34 ad2antlr φ¬X=y+X
36 2 ad2antrr φ¬X=y+A:𝒫X
37 simpr φ¬X=y+y+
38 eqid a𝒫Xz*|i2XajkX.ijkz=sum^jkXvol.ijk=a𝒫Xz*|i2XajkX.ijkz=sum^jkXvol.ijk
39 sseq1 b=abjkX.ljkajkX.ljk
40 39 rabbidv b=al2X|bjkX.ljk=l2X|ajkX.ljk
41 40 cbvmptv b𝒫Xl2X|bjkX.ljk=a𝒫Xl2X|ajkX.ljk
42 eqid h2XkXvol.hk=h2XkXvol.hk
43 fveq2 o=jlo=lj
44 43 coeq2d o=j.lo=.lj
45 44 fveq1d o=j.lod=.ljd
46 45 ixpeq2dv o=jdX.lod=dX.ljd
47 fveq2 d=k.ljd=.ljk
48 47 cbvixpv dX.ljd=kX.ljk
49 46 48 eqtrdi o=jdX.lod=kX.ljk
50 49 cbviunv odX.lod=jkX.ljk
51 50 sseq2i bodX.lodbjkX.ljk
52 51 rabbii l2X|bodX.lod=l2X|bjkX.ljk
53 52 mpteq2i b𝒫Xl2X|bodX.lod=b𝒫Xl2X|bjkX.ljk
54 53 fveq1i b𝒫Xl2X|bodX.lodd=b𝒫Xl2X|bjkX.ljkd
55 fveq2 d=ab𝒫Xl2X|bjkX.ljkd=b𝒫Xl2X|bjkX.ljka
56 54 55 eqtrid d=ab𝒫Xl2X|bodX.lodd=b𝒫Xl2X|bjkX.ljka
57 56 eleq2d d=amb𝒫Xl2X|bodX.loddmb𝒫Xl2X|bjkX.ljka
58 2fveq3 d=kvol.hd=vol.hk
59 58 cbvprodv dXvol.hd=kXvol.hk
60 59 mpteq2i h2XdXvol.hd=h2XkXvol.hk
61 60 a1i o=jh2XdXvol.hd=h2XkXvol.hk
62 fveq2 o=jmo=mj
63 61 62 fveq12d o=jh2XdXvol.hdmo=h2XkXvol.hkmj
64 63 cbvmptv oh2XdXvol.hdmo=jh2XkXvol.hkmj
65 64 fveq2i sum^oh2XdXvol.hdmo=sum^jh2XkXvol.hkmj
66 65 a1i d=asum^oh2XdXvol.hdmo=sum^jh2XkXvol.hkmj
67 fveq2 d=avoln*Xd=voln*Xa
68 67 oveq1d d=avoln*Xd+𝑒f=voln*Xa+𝑒f
69 66 68 breq12d d=asum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒fsum^jh2XkXvol.hkmjvoln*Xa+𝑒f
70 57 69 anbi12d d=amb𝒫Xl2X|bodX.loddsum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒fmb𝒫Xl2X|bjkX.ljkasum^jh2XkXvol.hkmjvoln*Xa+𝑒f
71 70 rabbidva2 d=amb𝒫Xl2X|bodX.lodd|sum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒f=mb𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkmjvoln*Xa+𝑒f
72 fveq1 m=imj=ij
73 72 fveq2d m=ih2XkXvol.hkmj=h2XkXvol.hkij
74 73 mpteq2dv m=ijh2XkXvol.hkmj=jh2XkXvol.hkij
75 74 fveq2d m=isum^jh2XkXvol.hkmj=sum^jh2XkXvol.hkij
76 75 breq1d m=isum^jh2XkXvol.hkmjvoln*Xa+𝑒fsum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒f
77 76 cbvrabv mb𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkmjvoln*Xa+𝑒f=ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒f
78 71 77 eqtrdi d=amb𝒫Xl2X|bodX.lodd|sum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒f=ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒f
79 78 mpteq2dv d=af+mb𝒫Xl2X|bodX.lodd|sum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒f=f+ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒f
80 oveq2 f=evoln*Xa+𝑒f=voln*Xa+𝑒e
81 80 breq2d f=esum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒fsum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒e
82 81 rabbidv f=eib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒f=ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒e
83 82 cbvmptv f+ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒f=e+ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒e
84 79 83 eqtrdi d=af+mb𝒫Xl2X|bodX.lodd|sum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒f=e+ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒e
85 84 cbvmptv d𝒫Xf+mb𝒫Xl2X|bodX.lodd|sum^oh2XdXvol.hdmovoln*Xd+𝑒f=a𝒫Xe+ib𝒫Xl2X|bjkX.ljka|sum^jh2XkXvol.hkijvoln*Xa+𝑒e
86 33 35 36 37 38 41 42 85 ovnsubaddlem2 φ¬X=y+voln*XnAnsum^nvoln*XAn+𝑒y
87 30 32 86 xrlexaddrp φ¬X=voln*XnAnsum^nvoln*XAn
88 28 87 pm2.61dan φvoln*XnAnsum^nvoln*XAn