Metamath Proof Explorer


Theorem mbfmulc2

Description: A complex constant times a measurable function is measurable. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses mbfmulc2.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
mbfmulc2.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘‰ )
mbfmulc2.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐ต ) โˆˆ MblFn )
Assertion mbfmulc2 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) โˆˆ MblFn )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mbfmulc2.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
2 mbfmulc2.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘‰ )
3 mbfmulc2.3 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐ต ) โˆˆ MblFn )
4 3 2 mbfdm2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ dom vol )
5 1 recld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„ )
6 5 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„ )
7 6 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
8 3 2 mbfmptcl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
9 8 recld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
10 9 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
11 7 10 mulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
12 ovexd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ V )
13 fconstmpt โŠข ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) )
14 13 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ) )
15 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) )
16 4 6 9 14 15 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
17 1 imcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„ )
18 17 renegcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„ )
19 18 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„ )
20 8 imcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„ )
21 fconstmpt โŠข ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) )
22 21 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ) )
23 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) )
24 4 19 20 22 23 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
25 4 11 12 16 24 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆ˜f + ( ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
26 17 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„ )
27 26 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
28 20 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
29 27 28 mulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ โ„‚ )
30 11 29 negsubd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + - ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆ’ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
31 27 28 mulneg1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) = - ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) )
32 31 oveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + - ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
33 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„‚ )
34 33 8 remuld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„œ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆ’ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
35 30 32 34 3eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( โ„œ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) )
36 35 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) + ( - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) )
37 25 36 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆ˜f + ( ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) )
38 8 ismbfcn2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ๐ต ) โˆˆ MblFn โ†” ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ MblFn โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ MblFn ) ) )
39 3 38 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ MblFn โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ MblFn ) )
40 39 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ MblFn )
41 10 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) : ๐ด โŸถ โ„‚ )
42 40 5 41 mbfmulc2re โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn )
43 39 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ MblFn )
44 28 fmpttd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) : ๐ด โŸถ โ„‚ )
45 43 18 44 mbfmulc2re โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn )
46 42 45 mbfadd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆ˜f + ( ( ๐ด ร— { - ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ MblFn )
47 37 46 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn )
48 ovexd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ V )
49 ovexd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ V )
50 4 6 20 14 23 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
51 fconstmpt โŠข ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) )
52 51 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ) )
53 4 26 9 52 15 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
54 4 48 49 50 53 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆ˜f + ( ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) + ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
55 33 8 immuld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) = ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) + ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) )
56 55 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) + ( ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) ยท ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
57 54 56 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆ˜f + ( ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) )
58 43 5 44 mbfmulc2re โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn )
59 40 17 41 mbfmulc2re โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn )
60 58 59 mbfadd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ด ร— { ( โ„œ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆ˜f + ( ( ๐ด ร— { ( โ„‘ โ€˜ ๐ถ ) } ) โˆ˜f ยท ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ๐ต ) ) ) ) โˆˆ MblFn )
61 57 60 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn )
62 33 8 mulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐ถ ยท ๐ต ) โˆˆ โ„‚ )
63 62 ismbfcn2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) โˆˆ MblFn โ†” ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„œ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( โ„‘ โ€˜ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) ) โˆˆ MblFn ) ) )
64 47 61 63 mpbir2and โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ๐ถ ยท ๐ต ) ) โˆˆ MblFn )