Metamath Proof Explorer


Theorem vonvolmbl

Description: A subset of Real numbers is Lebesgue measurable if and only if its corresponding 1-dimensional set is measurable w.r.t. the 1-dimensional Lebesgue measure. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021)

Ref Expression
Hypotheses vonvolmbl.a φAV
vonvolmbl.b φB
Assertion vonvolmbl φBAdomvolnABdomvol

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vonvolmbl.a φAV
2 vonvolmbl.b φB
3 vex yV
4 3 a1i φyV
5 reex V
6 5 a1i φV
7 6 2 ssexd φBV
8 snfi AFin
9 8 a1i φAFin
10 9 elexd φAV
11 4 7 10 inmap φyABA=yBA
12 11 eqcomd φyBA=yABA
13 12 fveq2d φvoln*AyBA=voln*AyABA
14 4 7 1 difmapsn φyABA=yBA
15 14 eqcomd φyBA=yABA
16 15 fveq2d φvoln*AyBA=voln*AyABA
17 13 16 oveq12d φvoln*AyBA+𝑒voln*AyBA=voln*AyABA+𝑒voln*AyABA
18 17 ad2antrr φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyBA+𝑒voln*AyBA=voln*AyABA+𝑒voln*AyABA
19 ovexd y𝒫yAV
20 5 a1i y𝒫V
21 elpwi y𝒫y
22 mapss VyyAA
23 20 21 22 syl2anc y𝒫yAA
24 19 23 elpwd y𝒫yA𝒫A
25 24 adantl x𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫yA𝒫A
26 simpl x𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫x𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Ax
27 ineq1 x=yAxBA=yABA
28 27 fveq2d x=yAvoln*AxBA=voln*AyABA
29 difeq1 x=yAxBA=yABA
30 29 fveq2d x=yAvoln*AxBA=voln*AyABA
31 28 30 oveq12d x=yAvoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*AyABA+𝑒voln*AyABA
32 fveq2 x=yAvoln*Ax=voln*AyA
33 31 32 eqeq12d x=yAvoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axvoln*AyABA+𝑒voln*AyABA=voln*AyA
34 33 rspcva yA𝒫Ax𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axvoln*AyABA+𝑒voln*AyABA=voln*AyA
35 25 26 34 syl2anc x𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyABA+𝑒voln*AyABA=voln*AyA
36 35 adantll φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyABA+𝑒voln*AyABA=voln*AyA
37 eqidd φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyA=voln*AyA
38 18 36 37 3eqtrd φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyBA+𝑒voln*AyBA=voln*AyA
39 38 eqcomd φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyA=voln*AyBA+𝑒voln*AyBA
40 1 adantr φy𝒫AV
41 21 adantl φy𝒫y
42 40 41 ovnovol φy𝒫voln*AyA=vol*y
43 42 adantlr φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyA=vol*y
44 41 ssinss1d φy𝒫yB
45 40 44 ovnovol φy𝒫voln*AyBA=vol*yB
46 41 ssdifssd φy𝒫yB
47 40 46 ovnovol φy𝒫voln*AyBA=vol*yB
48 45 47 oveq12d φy𝒫voln*AyBA+𝑒voln*AyBA=vol*yB+𝑒vol*yB
49 48 adantlr φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫voln*AyBA+𝑒voln*AyBA=vol*yB+𝑒vol*yB
50 39 43 49 3eqtr3d φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
51 50 ralrimiva φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
52 51 ex φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
53 1 ad2antrr φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫AAV
54 2 ad2antrr φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫AB
55 simplr φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫Ay𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
56 elpwi x𝒫AxA
57 56 adantl φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫AxA
58 rneq g=frang=ranf
59 58 cbviunv gxrang=fxranf
60 53 54 55 57 59 vonvolmbllem φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Ax
61 60 ralrimiva φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Ax
62 61 ex φy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yBx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Ax
63 52 62 impbid φx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Axy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
64 mapss VBBAA
65 6 2 64 syl2anc φBAA
66 9 isvonmbl φBAdomvolnABAAx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Ax
67 65 66 mpbirand φBAdomvolnAx𝒫Avoln*AxBA+𝑒voln*AxBA=voln*Ax
68 ismbl4 BdomvolBy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
69 68 a1i φBdomvolBy𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
70 2 69 mpbirand φBdomvoly𝒫vol*y=vol*yB+𝑒vol*yB
71 63 67 70 3bitr4d φBAdomvolnABdomvol