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Theorem salexct3

Description: An example of a sigma-algebra that's not closed under uncountable union. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Jan-2021)

Ref Expression
Hypotheses salexct3.a ⊢ A = 0 2
salexct3.s ⊢ S = x ∈ 𝒫 A | x ≼ ω ∨ A ∖ x ≼ ω
salexct3.x ⊢ X = ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y
Assertion salexct3 ⊢ S ∈ SAlg ∧ X ⊆ S ∧ ¬ ⋃ X ∈ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 salexct3.a ⊢ A = 0 2
2 salexct3.s ⊢ S = x ∈ 𝒫 A | x ≼ ω ∨ A ∖ x ≼ ω
3 salexct3.x ⊢ X = ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y
4 ovex ⊢ 0 2 ∈ V
5 1 4 eqeltri ⊢ A ∈ V
6 5 a1i ⊢ ⊤ → A ∈ V
7 6 2 salexct ⊢ ⊤ → S ∈ SAlg
8 7 mptru ⊢ S ∈ SAlg
9 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
10 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
11 9 10 pm3.2i ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ
12 9 leidi ⊢ 0 ≤ 0
13 1le2 ⊢ 1 ≤ 2
14 12 13 pm3.2i ⊢ 0 ≤ 0 ∧ 1 ≤ 2
15 iccss ⊢ 0 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 0 ∧ 1 ≤ 2 → 0 1 ⊆ 0 2
16 11 14 15 mp2an ⊢ 0 1 ⊆ 0 2
17 id ⊢ y ∈ 0 1 → y ∈ 0 1
18 16 17 sselid ⊢ y ∈ 0 1 → y ∈ 0 2
19 18 1 eleqtrrdi ⊢ y ∈ 0 1 → y ∈ A
20 snelpwi ⊢ y ∈ A → y ∈ 𝒫 A
21 19 20 syl ⊢ y ∈ 0 1 → y ∈ 𝒫 A
22 snfi ⊢ y ∈ Fin
23 fict ⊢ y ∈ Fin → y ≼ ω
24 22 23 ax-mp ⊢ y ≼ ω
25 orc ⊢ y ≼ ω → y ≼ ω ∨ A ∖ y ≼ ω
26 24 25 ax-mp ⊢ y ≼ ω ∨ A ∖ y ≼ ω
27 26 a1i ⊢ y ∈ 0 1 → y ≼ ω ∨ A ∖ y ≼ ω
28 21 27 jca ⊢ y ∈ 0 1 → y ∈ 𝒫 A ∧ y ≼ ω ∨ A ∖ y ≼ ω
29 breq1 ⊢ x = y → x ≼ ω ↔ y ≼ ω
30 difeq2 ⊢ x = y → A ∖ x = A ∖ y
31 30 breq1d ⊢ x = y → A ∖ x ≼ ω ↔ A ∖ y ≼ ω
32 29 31 orbi12d ⊢ x = y → x ≼ ω ∨ A ∖ x ≼ ω ↔ y ≼ ω ∨ A ∖ y ≼ ω
33 32 2 elrab2 ⊢ y ∈ S ↔ y ∈ 𝒫 A ∧ y ≼ ω ∨ A ∖ y ≼ ω
34 28 33 sylibr ⊢ y ∈ 0 1 → y ∈ S
35 34 rgen ⊢ ∀ y ∈ 0 1 y ∈ S
36 eqid ⊢ y ∈ 0 1 ⟼ y = y ∈ 0 1 ⟼ y
37 36 rnmptss ⊢ ∀ y ∈ 0 1 y ∈ S → ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y ⊆ S
38 35 37 ax-mp ⊢ ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y ⊆ S
39 3 38 eqsstri ⊢ X ⊆ S
40 3 unieqi ⊢ ⋃ X = ⋃ ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y
41 vsnex ⊢ y ∈ V
42 41 rgenw ⊢ ∀ y ∈ 0 1 y ∈ V
43 dfiun3g ⊢ ∀ y ∈ 0 1 y ∈ V → ⋃ y ∈ 0 1 y = ⋃ ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y
44 42 43 ax-mp ⊢ ⋃ y ∈ 0 1 y = ⋃ ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y
45 44 eqcomi ⊢ ⋃ ran ⁡ y ∈ 0 1 ⟼ y = ⋃ y ∈ 0 1 y
46 iunid ⊢ ⋃ y ∈ 0 1 y = 0 1
47 40 45 46 3eqtrri ⊢ 0 1 = ⋃ X
48 47 eqcomi ⊢ ⋃ X = 0 1
49 1 2 48 salexct2 ⊢ ¬ ⋃ X ∈ S
50 8 39 49 3pm3.2i ⊢ S ∈ SAlg ∧ X ⊆ S ∧ ¬ ⋃ X ∈ S