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Theorem volmeas

Description: The Lebesgue measure is a measure. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Oct-2017)

Ref Expression
Assertion volmeas vol measures dom vol

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 volf vol : dom vol 0 +∞
2 fvssunirn sigAlgebra ran sigAlgebra
3 dmvlsiga dom vol sigAlgebra
4 2 3 sselii dom vol ran sigAlgebra
5 0elsiga dom vol ran sigAlgebra dom vol
6 4 5 ax-mp dom vol
7 mblvol dom vol vol = vol *
8 6 7 ax-mp vol = vol *
9 ovol0 vol * = 0
10 8 9 eqtri vol = 0
11 simpr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin x Fin
12 nfv y x 𝒫 dom vol
13 nfv y x ω
14 nfdisj1 y Disj y x y
15 13 14 nfan y x ω Disj y x y
16 12 15 nfan y x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y
17 nfv y x Fin
18 16 17 nfan y x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin
19 elpwi x 𝒫 dom vol x dom vol
20 19 ad3antrrr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin y x x dom vol
21 simpr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin y x y x
22 20 21 sseldd x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin y x y dom vol
23 22 ex x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin y x y dom vol
24 18 23 ralrimi x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin y x y dom vol
25 simplrr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin Disj y x y
26 uniiun x = y x y
27 26 fveq2i vol x = vol y x y
28 volfiniune x Fin y x y dom vol Disj y x y vol y x y = * y x vol y
29 27 28 eqtrid x Fin y x y dom vol Disj y x y vol x = * y x vol y
30 11 24 25 29 syl3anc x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin vol x = * y x vol y
31 bren x f f : 1-1 onto x
32 nfv n x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x
33 nfcv _ n vol y
34 nfcv _ y vol f n
35 nfcv _ n x
36 nfcv _ n
37 nfcv _ n f
38 fveq2 y = f n vol y = vol f n
39 simpl x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x x 𝒫 dom vol
40 simpr x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x f : 1-1 onto x
41 eqidd x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x n f n = f n
42 1 a1i x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x y x vol : dom vol 0 +∞
43 39 19 syl x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x x dom vol
44 43 sselda x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x y x y dom vol
45 42 44 ffvelrnd x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x y x vol y 0 +∞
46 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 45 esumf1o x 𝒫 dom vol f : 1-1 onto x * y x vol y = * n vol f n
47 46 adantlr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x * y x vol y = * n vol f n
48 19 ad3antrrr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x n x dom vol
49 f1of f : 1-1 onto x f : x
50 49 adantl x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x f : x
51 50 ffvelrnda x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x n f n x
52 48 51 sseldd x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x n f n dom vol
53 52 ralrimiva x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x n f n dom vol
54 simpr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x f : 1-1 onto x
55 simplrr x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x Disj y x y
56 id f : 1-1 onto x f : 1-1 onto x
57 simpr f : 1-1 onto x y = f n y = f n
58 56 57 disjrdx f : 1-1 onto x Disj n f n Disj y x y
59 58 biimpar f : 1-1 onto x Disj y x y Disj n f n
60 54 55 59 syl2anc x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x Disj n f n
61 voliune n f n dom vol Disj n f n vol n f n = * n vol f n
62 53 60 61 syl2anc x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x vol n f n = * n vol f n
63 f1ofo f : 1-1 onto x f : onto x
64 63 57 iunrdx f : 1-1 onto x n f n = y x y
65 64 26 eqtr4di f : 1-1 onto x n f n = x
66 65 fveq2d f : 1-1 onto x vol n f n = vol x
67 66 adantl x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x vol n f n = vol x
68 47 62 67 3eqtr2rd x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x vol x = * y x vol y
69 68 ex x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f : 1-1 onto x vol x = * y x vol y
70 69 exlimdv x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f f : 1-1 onto x vol x = * y x vol y
71 70 imp x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y f f : 1-1 onto x vol x = * y x vol y
72 31 71 sylan2b x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x vol x = * y x vol y
73 brdom2 x ω x ω x ω
74 73 biimpi x ω x ω x ω
75 isfinite2 x ω x Fin
76 ensymb x ω ω x
77 nnenom ω
78 entr ω ω x x
79 77 78 mpan ω x x
80 76 79 sylbi x ω x
81 75 80 orim12i x ω x ω x Fin x
82 74 81 syl x ω x Fin x
83 82 ad2antrl x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y x Fin x
84 30 72 83 mpjaodan x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y vol x = * y x vol y
85 84 ex x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y vol x = * y x vol y
86 85 rgen x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y vol x = * y x vol y
87 ismeas dom vol ran sigAlgebra vol measures dom vol vol : dom vol 0 +∞ vol = 0 x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y vol x = * y x vol y
88 4 87 ax-mp vol measures dom vol vol : dom vol 0 +∞ vol = 0 x 𝒫 dom vol x ω Disj y x y vol x = * y x vol y
89 1 10 86 88 mpbir3an vol measures dom vol