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Theorem smfinflem

Description: The infimum of a countable set of sigma-measurable functions is sigma-measurable. Proposition 121F (c) of Fremlin1 p. 38 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021)

Ref Expression
Hypotheses smfinflem.m φM
smfinflem.z Z=M
smfinflem.s φSSAlg
smfinflem.f φF:ZSMblFnS
smfinflem.d D=xnZdomFn|ynZyFnx
smfinflem.g G=xDsuprannZFnx<
Assertion smfinflem φGSMblFnS

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 smfinflem.m φM
2 smfinflem.z Z=M
3 smfinflem.s φSSAlg
4 smfinflem.f φF:ZSMblFnS
5 smfinflem.d D=xnZdomFn|ynZyFnx
6 smfinflem.g G=xDsuprannZFnx<
7 6 a1i φG=xDsuprannZFnx<
8 nfv nφxD
9 1 2 uzn0d φZ
10 9 adantr φxDZ
11 3 adantr φnZSSAlg
12 4 ffvelcdmda φnZFnSMblFnS
13 eqid domFn=domFn
14 11 12 13 smff φnZFn:domFn
15 14 adantlr φxDnZFn:domFn
16 ssrab2 xnZdomFn|ynZyFnxnZdomFn
17 5 eleq2i xDxxnZdomFn|ynZyFnx
18 17 biimpi xDxxnZdomFn|ynZyFnx
19 16 18 sselid xDxnZdomFn
20 19 adantr xDnZxnZdomFn
21 simpr xDnZnZ
22 eliinid xnZdomFnnZxdomFn
23 20 21 22 syl2anc xDnZxdomFn
24 23 adantll φxDnZxdomFn
25 15 24 ffvelcdmd φxDnZFnx
26 rabidim2 xxnZdomFn|ynZyFnxynZyFnx
27 18 26 syl xDynZyFnx
28 27 adantl φxDynZyFnx
29 8 10 25 28 infnsuprnmpt φxDsuprannZFnx<=suprannZFnx<
30 29 mpteq2dva φxDsuprannZFnx<=xDsuprannZFnx<
31 7 30 eqtrd φG=xDsuprannZFnx<
32 nfv xφ
33 fvex FnV
34 33 dmex domFnV
35 34 rgenw nZdomFnV
36 35 a1i φnZdomFnV
37 9 36 iinexd φnZdomFnV
38 5 37 rabexd φDV
39 25 renegcld φxDnZFnx
40 fveq2 w=xFmw=Fmx
41 40 breq2d w=xzFmwzFmx
42 41 ralbidv w=xmZzFmwmZzFmx
43 42 rexbidv w=xzmZzFmwzmZzFmx
44 nfcv _wnZdomFn
45 nfcv _xZ
46 nfcv _xFm
47 46 nfdm _xdomFm
48 45 47 nfiin _xmZdomFm
49 nfv wynZyFnx
50 nfv xzmZzFmw
51 nfcv _mdomFn
52 nfcv _nFm
53 52 nfdm _ndomFm
54 fveq2 n=mFn=Fm
55 54 dmeqd n=mdomFn=domFm
56 51 53 55 cbviin nZdomFn=mZdomFm
57 56 a1i x=wnZdomFn=mZdomFm
58 fveq2 x=wFnx=Fnw
59 58 breq2d x=wyFnxyFnw
60 59 ralbidv x=wnZyFnxnZyFnw
61 nfv myFnw
62 nfcv _ny
63 nfcv _n
64 nfcv _nw
65 52 64 nffv _nFmw
66 62 63 65 nfbr nyFmw
67 54 fveq1d n=mFnw=Fmw
68 67 breq2d n=myFnwyFmw
69 61 66 68 cbvralw nZyFnwmZyFmw
70 69 a1i x=wnZyFnwmZyFmw
71 60 70 bitrd x=wnZyFnxmZyFmw
72 71 rexbidv x=wynZyFnxymZyFmw
73 breq1 y=zyFmwzFmw
74 73 ralbidv y=zmZyFmwmZzFmw
75 74 cbvrexvw ymZyFmwzmZzFmw
76 75 a1i x=wymZyFmwzmZzFmw
77 72 76 bitrd x=wynZyFnxzmZzFmw
78 44 48 49 50 57 77 cbvrabcsfw xnZdomFn|ynZyFnx=wmZdomFm|zmZzFmw
79 5 78 eqtri D=wmZdomFm|zmZzFmw
80 43 79 elrab2 xDxmZdomFmzmZzFmx
81 80 biimpi xDxmZdomFmzmZzFmx
82 81 simprd xDzmZzFmx
83 82 adantl φxDzmZzFmx
84 renegcl zz
85 84 ad2antlr φxDzmZzFmxz
86 fveq2 m=nFm=Fn
87 86 fveq1d m=nFmx=Fnx
88 87 breq2d m=nzFmxzFnx
89 88 rspcva nZmZzFmxzFnx
90 89 ancoms mZzFmxnZzFnx
91 90 adantll φxDzmZzFmxnZzFnx
92 simpllr φxDzmZzFmxnZz
93 25 ad4ant14 φxDzmZzFmxnZFnx
94 92 93 lenegd φxDzmZzFmxnZzFnxFnxz
95 91 94 mpbid φxDzmZzFmxnZFnxz
96 95 ralrimiva φxDzmZzFmxnZFnxz
97 brralrspcev znZFnxzynZFnxy
98 85 96 97 syl2anc φxDzmZzFmxynZFnxy
99 98 rexlimdva2 φxDzmZzFmxynZFnxy
100 83 99 mpd φxDynZFnxy
101 8 10 39 100 suprclrnmpt φxDsuprannZFnx<
102 5 a1i φD=xnZdomFn|ynZyFnx
103 nfv yφxnZdomFn
104 nfv yznZFnxz
105 renegcl yy
106 105 3ad2ant2 φxnZdomFnynZyFnxy
107 nfv nφ
108 nfcv _nx
109 nfii1 _nnZdomFn
110 108 109 nfel nxnZdomFn
111 107 110 nfan nφxnZdomFn
112 62 nfel1 ny
113 nfra1 nnZyFnx
114 111 112 113 nf3an nφxnZdomFnynZyFnx
115 simpl2 φxnZdomFnynZyFnxnZy
116 simpll φxnZdomFnnZφ
117 simpr φxnZdomFnnZnZ
118 22 adantll φxnZdomFnnZxdomFn
119 14 3adant3 φnZxdomFnFn:domFn
120 simp3 φnZxdomFnxdomFn
121 119 120 ffvelcdmd φnZxdomFnFnx
122 116 117 118 121 syl3anc φxnZdomFnnZFnx
123 122 3ad2antl1 φxnZdomFnynZyFnxnZFnx
124 rspa nZyFnxnZyFnx
125 124 3ad2antl3 φxnZdomFnynZyFnxnZyFnx
126 leneg yFnxyFnxFnxy
127 126 biimp3a yFnxyFnxFnxy
128 115 123 125 127 syl3anc φxnZdomFnynZyFnxnZFnxy
129 128 ex φxnZdomFnynZyFnxnZFnxy
130 114 129 ralrimi φxnZdomFnynZyFnxnZFnxy
131 brralrspcev ynZFnxyznZFnxz
132 106 130 131 syl2anc φxnZdomFnynZyFnxznZFnxz
133 132 3exp φxnZdomFnynZyFnxznZFnxz
134 103 104 133 rexlimd φxnZdomFnynZyFnxznZFnxz
135 84 3ad2ant2 φxnZdomFnznZFnxzz
136 nfv nz
137 nfra1 nnZFnxz
138 111 136 137 nf3an nφxnZdomFnznZFnxz
139 122 3ad2antl1 φxnZdomFnznZFnxznZFnx
140 simpl2 φxnZdomFnznZFnxznZz
141 rspa nZFnxznZFnxz
142 141 3ad2antl3 φxnZdomFnznZFnxznZFnxz
143 simp3 FnxzFnxzFnxz
144 renegcl FnxFnx
145 144 adantr FnxzFnx
146 simpr Fnxzz
147 leneg FnxzFnxzzFnx
148 145 146 147 syl2anc FnxzFnxzzFnx
149 148 3adant3 FnxzFnxzFnxzzFnx
150 143 149 mpbid FnxzFnxzzFnx
151 recn FnxFnx
152 151 negnegd FnxFnx=Fnx
153 152 3ad2ant1 FnxzFnxzFnx=Fnx
154 150 153 breqtrd FnxzFnxzzFnx
155 139 140 142 154 syl3anc φxnZdomFnznZFnxznZzFnx
156 155 ex φxnZdomFnznZFnxznZzFnx
157 138 156 ralrimi φxnZdomFnznZFnxznZzFnx
158 breq1 y=zyFnxzFnx
159 158 ralbidv y=znZyFnxnZzFnx
160 159 rspcev znZzFnxynZyFnx
161 135 157 160 syl2anc φxnZdomFnznZFnxzynZyFnx
162 161 3exp φxnZdomFnznZFnxzynZyFnx
163 162 rexlimdv φxnZdomFnznZFnxzynZyFnx
164 134 163 impbid φxnZdomFnynZyFnxznZFnxz
165 32 164 rabbida φxnZdomFn|ynZyFnx=xnZdomFn|znZFnxz
166 102 165 eqtrd φD=xnZdomFn|znZFnxz
167 32 166 alrimi φxD=xnZdomFn|znZFnxz
168 eqid suprannZFnx<=suprannZFnx<
169 168 rgenw xDsuprannZFnx<=suprannZFnx<
170 169 a1i φxDsuprannZFnx<=suprannZFnx<
171 mpteq12f xD=xnZdomFn|znZFnxzxDsuprannZFnx<=suprannZFnx<xDsuprannZFnx<=xxnZdomFn|znZFnxzsuprannZFnx<
172 167 170 171 syl2anc φxDsuprannZFnx<=xxnZdomFn|znZFnxzsuprannZFnx<
173 nfv zφ
174 121 renegcld φnZxdomFnFnx
175 nfv xφnZ
176 34 a1i φnZdomFnV
177 121 3expa φnZxdomFnFnx
178 14 feqmptd φnZFn=xdomFnFnx
179 178 eqcomd φnZxdomFnFnx=Fn
180 179 12 eqeltrd φnZxdomFnFnxSMblFnS
181 175 11 176 177 180 smfneg φnZxdomFnFnxSMblFnS
182 eqid xnZdomFn|znZFnxz=xnZdomFn|znZFnxz
183 eqid xxnZdomFn|znZFnxzsuprannZFnx<=xxnZdomFn|znZFnxzsuprannZFnx<
184 107 32 173 1 2 3 174 181 182 183 smfsupmpt φxxnZdomFn|znZFnxzsuprannZFnx<SMblFnS
185 172 184 eqeltrd φxDsuprannZFnx<SMblFnS
186 32 3 38 101 185 smfneg φxDsuprannZFnx<SMblFnS
187 31 186 eqeltrd φGSMblFnS