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Theorem salincl

Description: The intersection of two sets in a sigma-algebra is in the sigma-algebra. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Assertion salincl ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) ∈ 𝑆 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqidd ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) = ( 𝐸𝐹 ) )
2 inss1 ( 𝐸𝐹 ) ⊆ 𝐸
3 2 a1i ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) ⊆ 𝐸 )
4 elssuni ( 𝐸𝑆𝐸 𝑆 )
5 4 adantl ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆 ) → 𝐸 𝑆 )
6 3 5 sstrd ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) ⊆ 𝑆 )
7 dfss4 ( ( 𝐸𝐹 ) ⊆ 𝑆 ↔ ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) ) = ( 𝐸𝐹 ) )
8 6 7 sylib ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆 ) → ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) ) = ( 𝐸𝐹 ) )
9 8 eqcomd ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) = ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) ) )
10 9 3adant3 ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) = ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) ) )
11 difindi ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) = ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) )
12 11 difeq2i ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) ) = ( 𝑆 ∖ ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) )
13 12 a1i ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ ( 𝐸𝐹 ) ) ) = ( 𝑆 ∖ ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ) )
14 1 10 13 3eqtrd ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) = ( 𝑆 ∖ ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ) )
15 simp1 ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → 𝑆 ∈ SAlg )
16 saldifcl ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆 ) → ( 𝑆𝐸 ) ∈ 𝑆 )
17 16 3adant3 ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝑆𝐸 ) ∈ 𝑆 )
18 saldifcl ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐹𝑆 ) → ( 𝑆𝐹 ) ∈ 𝑆 )
19 18 3adant2 ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝑆𝐹 ) ∈ 𝑆 )
20 saluncl ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ ( 𝑆𝐸 ) ∈ 𝑆 ∧ ( 𝑆𝐹 ) ∈ 𝑆 ) → ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ∈ 𝑆 )
21 15 17 19 20 syl3anc ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ∈ 𝑆 )
22 saldifcl ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ∈ 𝑆 ) → ( 𝑆 ∖ ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ) ∈ 𝑆 )
23 15 21 22 syl2anc ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝑆 ∖ ( ( 𝑆𝐸 ) ∪ ( 𝑆𝐹 ) ) ) ∈ 𝑆 )
24 14 23 eqeltrd ( ( 𝑆 ∈ SAlg ∧ 𝐸𝑆𝐹𝑆 ) → ( 𝐸𝐹 ) ∈ 𝑆 )