Metamath Proof Explorer


Theorem prsal

Description: The pair of the empty set and the whole base is a sigma-algebra. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Assertion prsal ⊢ X ∈ V → ∅ X ∈ SAlg

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 0ex ⊢ ∅ ∈ V
2 1 prid1 ⊢ ∅ ∈ ∅ X
3 2 a1i ⊢ X ∈ V → ∅ ∈ ∅ X
4 uniprg ⊢ ∅ ∈ V ∧ X ∈ V → ⋃ ∅ X = ∅ ∪ X
5 1 4 mpan ⊢ X ∈ V → ⋃ ∅ X = ∅ ∪ X
6 0un ⊢ ∅ ∪ X = X
7 5 6 eqtrdi ⊢ X ∈ V → ⋃ ∅ X = X
8 7 difeq1d ⊢ X ∈ V → ⋃ ∅ X ∖ y = X ∖ y
9 8 adantr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ ∅ X → ⋃ ∅ X ∖ y = X ∖ y
10 difeq2 ⊢ y = ∅ → X ∖ y = X ∖ ∅
11 10 adantl ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ → X ∖ y = X ∖ ∅
12 dif0 ⊢ X ∖ ∅ = X
13 11 12 eqtrdi ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ → X ∖ y = X
14 prid2g ⊢ X ∈ V → X ∈ ∅ X
15 14 adantr ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ → X ∈ ∅ X
16 13 15 eqeltrd ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ → X ∖ y ∈ ∅ X
17 16 adantlr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ ∅ X ∧ y = ∅ → X ∖ y ∈ ∅ X
18 neqne ⊢ ¬ y = ∅ → y ≠ ∅
19 elprn1 ⊢ y ∈ ∅ X ∧ y ≠ ∅ → y = X
20 18 19 sylan2 ⊢ y ∈ ∅ X ∧ ¬ y = ∅ → y = X
21 20 adantll ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ ∅ X ∧ ¬ y = ∅ → y = X
22 difeq2 ⊢ y = X → X ∖ y = X ∖ X
23 difid ⊢ X ∖ X = ∅
24 22 23 eqtrdi ⊢ y = X → X ∖ y = ∅
25 2 a1i ⊢ y = X → ∅ ∈ ∅ X
26 24 25 eqeltrd ⊢ y = X → X ∖ y ∈ ∅ X
27 21 26 syl ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ ∅ X ∧ ¬ y = ∅ → X ∖ y ∈ ∅ X
28 17 27 pm2.61dan ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ ∅ X → X ∖ y ∈ ∅ X
29 9 28 eqeltrd ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ ∅ X → ⋃ ∅ X ∖ y ∈ ∅ X
30 29 ralrimiva ⊢ X ∈ V → ∀ y ∈ ∅ X ⋃ ∅ X ∖ y ∈ ∅ X
31 elpwi ⊢ y ∈ 𝒫 ∅ X → y ⊆ ∅ X
32 31 unissd ⊢ y ∈ 𝒫 ∅ X → ⋃ y ⊆ ⋃ ∅ X
33 32 adantl ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X → ⋃ y ⊆ ⋃ ∅ X
34 7 adantr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X → ⋃ ∅ X = X
35 33 34 sseqtrd ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X → ⋃ y ⊆ X
36 35 adantr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ X ∈ y → ⋃ y ⊆ X
37 elssuni ⊢ X ∈ y → X ⊆ ⋃ y
38 37 adantl ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ X ∈ y → X ⊆ ⋃ y
39 36 38 eqssd ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ X ∈ y → ⋃ y = X
40 14 ad2antrr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ X ∈ y → X ∈ ∅ X
41 39 40 eqeltrd ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ X ∈ y → ⋃ y ∈ ∅ X
42 id ⊢ y ∈ 𝒫 ∅ X → y ∈ 𝒫 ∅ X
43 pwpr ⊢ 𝒫 ∅ X = ∅ ∅ ∪ X ∅ X
44 42 43 eleqtrdi ⊢ y ∈ 𝒫 ∅ X → y ∈ ∅ ∅ ∪ X ∅ X
45 44 adantr ⊢ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → y ∈ ∅ ∅ ∪ X ∅ X
46 45 adantll ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → y ∈ ∅ ∅ ∪ X ∅ X
47 snidg ⊢ X ∈ V → X ∈ X
48 47 adantr ⊢ X ∈ V ∧ y = X → X ∈ X
49 id ⊢ y = X → y = X
50 49 eqcomd ⊢ y = X → X = y
51 50 adantl ⊢ X ∈ V ∧ y = X → X = y
52 48 51 eleqtrd ⊢ X ∈ V ∧ y = X → X ∈ y
53 52 adantlr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ X ∅ X ∧ y = X → X ∈ y
54 id ⊢ X ∈ V → X ∈ V
55 54 ad2antrr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ X ∅ X ∧ ¬ y = X → X ∈ V
56 neqne ⊢ ¬ y = X → y ≠ X
57 elprn1 ⊢ y ∈ X ∅ X ∧ y ≠ X → y = ∅ X
58 56 57 sylan2 ⊢ y ∈ X ∅ X ∧ ¬ y = X → y = ∅ X
59 58 adantll ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ X ∅ X ∧ ¬ y = X → y = ∅ X
60 14 adantr ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ X → X ∈ ∅ X
61 id ⊢ y = ∅ X → y = ∅ X
62 61 eqcomd ⊢ y = ∅ X → ∅ X = y
63 62 adantl ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ X → ∅ X = y
64 60 63 eleqtrd ⊢ X ∈ V ∧ y = ∅ X → X ∈ y
65 55 59 64 syl2anc ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ X ∅ X ∧ ¬ y = X → X ∈ y
66 53 65 pm2.61dan ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ X ∅ X → X ∈ y
67 66 stoic1a ⊢ X ∈ V ∧ ¬ X ∈ y → ¬ y ∈ X ∅ X
68 67 adantlr ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → ¬ y ∈ X ∅ X
69 elunnel2 ⊢ y ∈ ∅ ∅ ∪ X ∅ X ∧ ¬ y ∈ X ∅ X → y ∈ ∅ ∅
70 46 68 69 syl2anc ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → y ∈ ∅ ∅
71 unieq ⊢ y = ∅ → ⋃ y = ⋃ ∅
72 uni0 ⊢ ⋃ ∅ = ∅
73 71 72 eqtrdi ⊢ y = ∅ → ⋃ y = ∅
74 73 adantl ⊢ y ∈ ∅ ∅ ∧ y = ∅ → ⋃ y = ∅
75 elprn1 ⊢ y ∈ ∅ ∅ ∧ y ≠ ∅ → y = ∅
76 18 75 sylan2 ⊢ y ∈ ∅ ∅ ∧ ¬ y = ∅ → y = ∅
77 unieq ⊢ y = ∅ → ⋃ y = ⋃ ∅
78 unisn0 ⊢ ⋃ ∅ = ∅
79 77 78 eqtrdi ⊢ y = ∅ → ⋃ y = ∅
80 76 79 syl ⊢ y ∈ ∅ ∅ ∧ ¬ y = ∅ → ⋃ y = ∅
81 74 80 pm2.61dan ⊢ y ∈ ∅ ∅ → ⋃ y = ∅
82 70 81 syl ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → ⋃ y = ∅
83 2 a1i ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → ∅ ∈ ∅ X
84 82 83 eqeltrd ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X ∧ ¬ X ∈ y → ⋃ y ∈ ∅ X
85 41 84 pm2.61dan ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X → ⋃ y ∈ ∅ X
86 85 a1d ⊢ X ∈ V ∧ y ∈ 𝒫 ∅ X → y ≼ ω → ⋃ y ∈ ∅ X
87 86 ralrimiva ⊢ X ∈ V → ∀ y ∈ 𝒫 ∅ X y ≼ ω → ⋃ y ∈ ∅ X
88 prex ⊢ ∅ X ∈ V
89 issal ⊢ ∅ X ∈ V → ∅ X ∈ SAlg ↔ ∅ ∈ ∅ X ∧ ∀ y ∈ ∅ X ⋃ ∅ X ∖ y ∈ ∅ X ∧ ∀ y ∈ 𝒫 ∅ X y ≼ ω → ⋃ y ∈ ∅ X
90 88 89 mp1i ⊢ X ∈ V → ∅ X ∈ SAlg ↔ ∅ ∈ ∅ X ∧ ∀ y ∈ ∅ X ⋃ ∅ X ∖ y ∈ ∅ X ∧ ∀ y ∈ 𝒫 ∅ X y ≼ ω → ⋃ y ∈ ∅ X
91 3 30 87 90 mpbir3and ⊢ X ∈ V → ∅ X ∈ SAlg