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Theorem 0elcarsg

Description: The empty set is Caratheodory measurable. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-May-2020)

Ref Expression
Hypotheses carsgval.1 ( 𝜑𝑂𝑉 )
carsgval.2 ( 𝜑𝑀 : 𝒫 𝑂 ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
baselcarsg.1 ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ∅ ) = 0 )
Assertion 0elcarsg ( 𝜑 → ∅ ∈ ( toCaraSiga ‘ 𝑀 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 carsgval.1 ( 𝜑𝑂𝑉 )
2 carsgval.2 ( 𝜑𝑀 : 𝒫 𝑂 ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
3 baselcarsg.1 ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ∅ ) = 0 )
4 0ss ∅ ⊆ 𝑂
5 4 a1i ( 𝜑 → ∅ ⊆ 𝑂 )
6 in0 ( 𝑒 ∩ ∅ ) = ∅
7 6 fveq2i ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) = ( 𝑀 ‘ ∅ )
8 7 3 syl5eq ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) = 0 )
9 dif0 ( 𝑒 ∖ ∅ ) = 𝑒
10 9 fveq2i ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) = ( 𝑀𝑒 )
11 10 a1i ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) = ( 𝑀𝑒 ) )
12 8 11 oveq12d ( 𝜑 → ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) +𝑒 ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) ) = ( 0 +𝑒 ( 𝑀𝑒 ) ) )
13 12 adantr ( ( 𝜑𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ) → ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) +𝑒 ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) ) = ( 0 +𝑒 ( 𝑀𝑒 ) ) )
14 iccssxr ( 0 [,] +∞ ) ⊆ ℝ*
15 2 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ) → ( 𝑀𝑒 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
16 14 15 sselid ( ( 𝜑𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ) → ( 𝑀𝑒 ) ∈ ℝ* )
17 xaddid2 ( ( 𝑀𝑒 ) ∈ ℝ* → ( 0 +𝑒 ( 𝑀𝑒 ) ) = ( 𝑀𝑒 ) )
18 16 17 syl ( ( 𝜑𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ) → ( 0 +𝑒 ( 𝑀𝑒 ) ) = ( 𝑀𝑒 ) )
19 13 18 eqtrd ( ( 𝜑𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ) → ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) +𝑒 ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) ) = ( 𝑀𝑒 ) )
20 19 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) +𝑒 ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) ) = ( 𝑀𝑒 ) )
21 1 2 elcarsg ( 𝜑 → ( ∅ ∈ ( toCaraSiga ‘ 𝑀 ) ↔ ( ∅ ⊆ 𝑂 ∧ ∀ 𝑒 ∈ 𝒫 𝑂 ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∩ ∅ ) ) +𝑒 ( 𝑀 ‘ ( 𝑒 ∖ ∅ ) ) ) = ( 𝑀𝑒 ) ) ) )
22 5 20 21 mpbir2and ( 𝜑 → ∅ ∈ ( toCaraSiga ‘ 𝑀 ) )