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Theorem volinun

Description: Addition of non-disjoint sets. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion volinun ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A + vol ⁡ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∪ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 inundif ⊢ A ∩ B ∪ A ∖ B = A
2 1 fveq2i ⊢ vol ⁡ A ∩ B ∪ A ∖ B = vol ⁡ A
3 inmbl ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol → A ∩ B ∈ dom ⁡ vol
4 3 adantr ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ∩ B ∈ dom ⁡ vol
5 difmbl ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol → A ∖ B ∈ dom ⁡ vol
6 5 adantr ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ∖ B ∈ dom ⁡ vol
7 indifcom ⊢ A ∩ B ∩ A ∖ B = A ∩ A ∩ B ∖ B
8 difin0 ⊢ A ∩ B ∖ B = ∅
9 8 ineq2i ⊢ A ∩ A ∩ B ∖ B = A ∩ ∅
10 in0 ⊢ A ∩ ∅ = ∅
11 9 10 eqtri ⊢ A ∩ A ∩ B ∖ B = ∅
12 7 11 eqtri ⊢ A ∩ B ∩ A ∖ B = ∅
13 12 a1i ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ∩ B ∩ A ∖ B = ∅
14 mblvol ⊢ A ∩ B ∈ dom ⁡ vol → vol ⁡ A ∩ B = vol * ⁡ A ∩ B
15 4 14 syl ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B = vol * ⁡ A ∩ B
16 inss1 ⊢ A ∩ B ⊆ A
17 16 a1i ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ∩ B ⊆ A
18 mblss ⊢ A ∈ dom ⁡ vol → A ⊆ ℝ
19 18 ad2antrr ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ⊆ ℝ
20 mblvol ⊢ A ∈ dom ⁡ vol → vol ⁡ A = vol * ⁡ A
21 20 ad2antrr ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A = vol * ⁡ A
22 simprl ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∈ ℝ
23 21 22 eqeltrrd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol * ⁡ A ∈ ℝ
24 ovolsscl ⊢ A ∩ B ⊆ A ∧ A ⊆ ℝ ∧ vol * ⁡ A ∈ ℝ → vol * ⁡ A ∩ B ∈ ℝ
25 17 19 23 24 syl3anc ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol * ⁡ A ∩ B ∈ ℝ
26 15 25 eqeltrd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B ∈ ℝ
27 mblvol ⊢ A ∖ B ∈ dom ⁡ vol → vol ⁡ A ∖ B = vol * ⁡ A ∖ B
28 6 27 syl ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∖ B = vol * ⁡ A ∖ B
29 difssd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ∖ B ⊆ A
30 ovolsscl ⊢ A ∖ B ⊆ A ∧ A ⊆ ℝ ∧ vol * ⁡ A ∈ ℝ → vol * ⁡ A ∖ B ∈ ℝ
31 29 19 23 30 syl3anc ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol * ⁡ A ∖ B ∈ ℝ
32 28 31 eqeltrd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∖ B ∈ ℝ
33 volun ⊢ A ∩ B ∈ dom ⁡ vol ∧ A ∖ B ∈ dom ⁡ vol ∧ A ∩ B ∩ A ∖ B = ∅ ∧ vol ⁡ A ∩ B ∈ ℝ ∧ vol ⁡ A ∖ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B ∪ A ∖ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B
34 4 6 13 26 32 33 syl32anc ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B ∪ A ∖ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B
35 2 34 eqtr3id ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B
36 35 oveq1d ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A + vol ⁡ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B
37 26 recnd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B ∈ ℂ
38 32 recnd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∖ B ∈ ℂ
39 simprr ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ B ∈ ℝ
40 39 recnd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ B ∈ ℂ
41 37 38 40 addassd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B
42 simplr ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → B ∈ dom ⁡ vol
43 disjdifr ⊢ A ∖ B ∩ B = ∅
44 43 a1i ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → A ∖ B ∩ B = ∅
45 volun ⊢ A ∖ B ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ A ∖ B ∩ B = ∅ ∧ vol ⁡ A ∖ B ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∖ B ∪ B = vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B
46 6 42 44 32 39 45 syl32anc ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∖ B ∪ B = vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B
47 undif1 ⊢ A ∖ B ∪ B = A ∪ B
48 47 fveq2i ⊢ vol ⁡ A ∖ B ∪ B = vol ⁡ A ∪ B
49 46 48 eqtr3di ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B = vol ⁡ A ∪ B
50 49 oveq2d ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∖ B + vol ⁡ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∪ B
51 36 41 50 3eqtrd ⊢ A ∈ dom ⁡ vol ∧ B ∈ dom ⁡ vol ∧ vol ⁡ A ∈ ℝ ∧ vol ⁡ B ∈ ℝ → vol ⁡ A + vol ⁡ B = vol ⁡ A ∩ B + vol ⁡ A ∪ B