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Theorem caratheodorylem1 40740
Description: Lemma used to prove that Caratheodory's construction is sigma-additive. This is the proof of the statement in the middle of Step (e) in the proof of Theorem 113C of [Fremlin1] p. 21. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
caratheodorylem1.o  |-  ( ph  ->  O  e. OutMeas )
caratheodorylem1.s  |-  S  =  (CaraGen `  O )
caratheodorylem1.z  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
caratheodorylem1.e  |-  ( ph  ->  E : Z --> S )
caratheodorylem1.dj  |-  ( ph  -> Disj  n  e.  Z  ( E `  n )
)
caratheodorylem1.g  |-  G  =  ( n  e.  Z  |-> 
U_ i  e.  ( M ... n ) ( E `  i
) )
caratheodorylem1.n  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
Assertion
Ref Expression
caratheodorylem1  |-  ( ph  ->  ( O `  ( G `  N )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... N ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
Distinct variable groups:    i, E, n    i, G, n    i, M, n    i, N, n   
i, O, n    n, Z    ph, i, n
Allowed substitution hints:    S( i, n)    Z( i)

Proof of Theorem caratheodorylem1
Dummy variable  j is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 caratheodorylem1.n . . 3  |-  ( ph  ->  N  e.  ( ZZ>= `  M ) )
2 eluzfz2 12349 . . 3  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  N  e.  ( M ... N ) )
31, 2syl 17 . 2  |-  ( ph  ->  N  e.  ( M ... N ) )
4 id 22 . 2  |-  ( ph  ->  ph )
5 fveq2 6191 . . . . . 6  |-  ( j  =  M  ->  ( G `  j )  =  ( G `  M ) )
65fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  M  ->  ( O `  ( G `  j ) )  =  ( O `  ( G `  M )
) )
7 oveq2 6658 . . . . . . 7  |-  ( j  =  M  ->  ( M ... j )  =  ( M ... M
) )
87mpteq1d 4738 . . . . . 6  |-  ( j  =  M  ->  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) )  =  ( n  e.  ( M ... M )  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) )
98fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  M  ->  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... M )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) )
106, 9eqeq12d 2637 . . . 4  |-  ( j  =  M  ->  (
( O `  ( G `  j )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  <->  ( O `  ( G `  M
) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... M )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) ) )
1110imbi2d 330 . . 3  |-  ( j  =  M  ->  (
( ph  ->  ( O `
 ( G `  j ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  <-> 
( ph  ->  ( O `
 ( G `  M ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... M ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) ) )
12 fveq2 6191 . . . . . 6  |-  ( j  =  i  ->  ( G `  j )  =  ( G `  i ) )
1312fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  i  ->  ( O `  ( G `  j ) )  =  ( O `  ( G `  i )
) )
14 oveq2 6658 . . . . . . 7  |-  ( j  =  i  ->  ( M ... j )  =  ( M ... i
) )
1514mpteq1d 4738 . . . . . 6  |-  ( j  =  i  ->  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) )  =  ( n  e.  ( M ... i )  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) )
1615fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  i  ->  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... i )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) )
1713, 16eqeq12d 2637 . . . 4  |-  ( j  =  i  ->  (
( O `  ( G `  j )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  <->  ( O `  ( G `  i
) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... i )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) ) )
1817imbi2d 330 . . 3  |-  ( j  =  i  ->  (
( ph  ->  ( O `
 ( G `  j ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  <-> 
( ph  ->  ( O `
 ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) ) )
19 fveq2 6191 . . . . . 6  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  ( G `  j )  =  ( G `  ( i  +  1 ) ) )
2019fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  ( O `  ( G `  j ) )  =  ( O `  ( G `  ( i  +  1 ) ) ) )
21 oveq2 6658 . . . . . . 7  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  ( M ... j )  =  ( M ... (
i  +  1 ) ) )
2221mpteq1d 4738 . . . . . 6  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) )  =  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) )
2322fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) )
2420, 23eqeq12d 2637 . . . 4  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  (
( O `  ( G `  j )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  <->  ( O `  ( G `  (
i  +  1 ) ) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) ) )
2524imbi2d 330 . . 3  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  (
( ph  ->  ( O `
 ( G `  j ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  <-> 
( ph  ->  ( O `
 ( G `  ( i  +  1 ) ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) ) )
26 fveq2 6191 . . . . . 6  |-  ( j  =  N  ->  ( G `  j )  =  ( G `  N ) )
2726fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  N  ->  ( O `  ( G `  j ) )  =  ( O `  ( G `  N )
) )
28 oveq2 6658 . . . . . . 7  |-  ( j  =  N  ->  ( M ... j )  =  ( M ... N
) )
2928mpteq1d 4738 . . . . . 6  |-  ( j  =  N  ->  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) )  =  ( n  e.  ( M ... N )  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) )
3029fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( j  =  N  ->  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... j )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... N )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) )
3127, 30eqeq12d 2637 . . . 4  |-  ( j  =  N  ->  (
( O `  ( G `  j )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  <->  ( O `  ( G `  N
) )  =  (Σ^ `  (
n  e.  ( M ... N )  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) ) ) )
3231imbi2d 330 . . 3  |-  ( j  =  N  ->  (
( ph  ->  ( O `
 ( G `  j ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... j ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  <-> 
( ph  ->  ( O `
 ( G `  N ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... N ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) ) )
33 eluzel2 11692 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  M  e.  ZZ )
341, 33syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
35 fzsn 12383 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  ZZ  ->  ( M ... M )  =  { M } )
3634, 35syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( M ... M
)  =  { M } )
3736mpteq1d 4738 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( n  e.  ( M ... M ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) )  =  ( n  e.  { M }  |->  ( O `  ( E `  n ) ) ) )
3837fveq2d 6195 . . . . 5  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... M ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  { M }  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) ) )
39 caratheodorylem1.o . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  O  e. OutMeas )
4039adantr 481 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  ->  O  e. OutMeas )
41 eqid 2622 . . . . . . . 8  |-  U. dom  O  =  U. dom  O
42 caratheodorylem1.s . . . . . . . . . . . 12  |-  S  =  (CaraGen `  O )
4342caragenss 40718 . . . . . . . . . . 11  |-  ( O  e. OutMeas  ->  S  C_  dom  O )
4440, 43syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  ->  S  C_  dom  O )
45 caratheodorylem1.e . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  E : Z --> S )
4645adantr 481 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  ->  E : Z --> S )
47 elsni 4194 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  { M }  ->  n  =  M )
4847adantl 482 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  ->  n  =  M )
49 uzid 11702 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( M  e.  ZZ  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M )
)
5034, 49syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  M  e.  ( ZZ>= `  M ) )
51 caratheodorylem1.z . . . . . . . . . . . . . 14  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
5250, 51syl6eleqr 2712 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  M  e.  Z )
5352adantr 481 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  ->  M  e.  Z )
5448, 53eqeltrd 2701 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  ->  n  e.  Z )
5546, 54ffvelrnd 6360 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  -> 
( E `  n
)  e.  S )
5644, 55sseldd 3604 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  -> 
( E `  n
)  e.  dom  O
)
57 elssuni 4467 . . . . . . . . 9  |-  ( ( E `  n )  e.  dom  O  -> 
( E `  n
)  C_  U. dom  O
)
5856, 57syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  -> 
( E `  n
)  C_  U. dom  O
)
5940, 41, 58omecl 40717 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  n  e.  { M } )  -> 
( O `  ( E `  n )
)  e.  ( 0 [,] +oo ) )
60 eqid 2622 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  { M }  |->  ( O `  ( E `  n )
) )  =  ( n  e.  { M }  |->  ( O `  ( E `  n ) ) )
6159, 60fmptd 6385 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( n  e.  { M }  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) : { M } --> ( 0 [,] +oo ) )
6234, 61sge0sn 40596 . . . . 5  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( n  e.  { M }  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) ) )  =  ( ( n  e.  { M }  |->  ( O `  ( E `  n ) ) ) `  M
) )
63 eqidd 2623 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( n  e.  { M }  |->  ( O `
 ( E `  n ) ) )  =  ( n  e. 
{ M }  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) )
6436iuneq1d 4545 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U_ i  e.  ( M ... M ) ( E `  i
)  =  U_ i  e.  { M }  ( E `  i )
)
65 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( i  =  M  ->  ( E `  i )  =  ( E `  M ) )
6665iunxsng 4602 . . . . . . . . . . 11  |-  ( M  e.  Z  ->  U_ i  e.  { M }  ( E `  i )  =  ( E `  M ) )
6752, 66syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U_ i  e.  { M }  ( E `  i )  =  ( E `  M ) )
68 eqidd 2623 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( E `  M
)  =  ( E `
 M ) )
6964, 67, 683eqtrrd 2661 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( E `  M
)  =  U_ i  e.  ( M ... M
) ( E `  i ) )
7069adantr 481 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  =  M )  ->  ( E `  M )  =  U_ i  e.  ( M ... M ) ( E `  i
) )
71 fveq2 6191 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  M  ->  ( E `  n )  =  ( E `  M ) )
7271adantl 482 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  =  M )  ->  ( E `  n )  =  ( E `  M ) )
73 caratheodorylem1.g . . . . . . . . . . 11  |-  G  =  ( n  e.  Z  |-> 
U_ i  e.  ( M ... n ) ( E `  i
) )
7473a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  G  =  ( n  e.  Z  |->  U_ i  e.  ( M ... n
) ( E `  i ) ) )
75 oveq2 6658 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  M  ->  ( M ... n )  =  ( M ... M
) )
7675iuneq1d 4545 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  =  M  ->  U_ i  e.  ( M ... n
) ( E `  i )  =  U_ i  e.  ( M ... M ) ( E `
 i ) )
7776adantl 482 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  =  M )  ->  U_ i  e.  ( M ... n
) ( E `  i )  =  U_ i  e.  ( M ... M ) ( E `
 i ) )
78 ovex 6678 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( M ... M )  e. 
_V
79 fvex 6201 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E `
 i )  e. 
_V
8078, 79iunex 7147 . . . . . . . . . . 11  |-  U_ i  e.  ( M ... M
) ( E `  i )  e.  _V
8180a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U_ i  e.  ( M ... M ) ( E `  i
)  e.  _V )
8274, 77, 52, 81fvmptd 6288 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( G `  M
)  =  U_ i  e.  ( M ... M
) ( E `  i ) )
8382adantr 481 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  =  M )  ->  ( G `  M )  =  U_ i  e.  ( M ... M ) ( E `  i
) )
8470, 72, 833eqtr4d 2666 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  n  =  M )  ->  ( E `  n )  =  ( G `  M ) )
8584fveq2d 6195 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  n  =  M )  ->  ( O `  ( E `  n ) )  =  ( O `  ( G `  M )
) )
86 snidg 4206 . . . . . . 7  |-  ( M  e.  Z  ->  M  e.  { M } )
8752, 86syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  e.  { M } )
88 fvexd 6203 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( O `  ( G `  M )
)  e.  _V )
8963, 85, 87, 88fvmptd 6288 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( n  e. 
{ M }  |->  ( O `  ( E `
 n ) ) ) `  M )  =  ( O `  ( G `  M ) ) )
9038, 62, 893eqtrrd 2661 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( O `  ( G `  M )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... M ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
9190a1i 11 . . 3  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  ( ph  ->  ( O `  ( G `  M )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... M ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) )
92 simp3 1063 . . . . 5  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  ( ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  /\  ph )  ->  ph )
93 simp1 1061 . . . . 5  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  ( ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  /\  ph )  -> 
i  e.  ( M..^ N ) )
94 id 22 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( ph  ->  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) )
9594imp 445 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  /\  ph )  -> 
( O `  ( G `  i )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
96953adant1 1079 . . . . 5  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  ( ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  /\  ph )  -> 
( O `  ( G `  i )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
97 elfzoel1 12468 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  M  e.  ZZ )
98 elfzoelz 12470 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  i  e.  ZZ )
9998peano2zd 11485 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( i  +  1 )  e.  ZZ )
10097, 99, 993jca 1242 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( M  e.  ZZ  /\  ( i  +  1 )  e.  ZZ  /\  ( i  +  1 )  e.  ZZ ) )
10197zred 11482 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  M  e.  RR )
10299zred 11482 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( i  +  1 )  e.  RR )
10398zred 11482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  i  e.  RR )
104 elfzole1 12478 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  M  <_  i )
105103ltp1d 10954 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  i  <  ( i  +  1 ) )
106101, 103, 102, 104, 105lelttrd 10195 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  M  <  ( i  +  1 ) )
107101, 102, 106ltled 10185 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  M  <_  ( i  +  1 ) )
108 leid 10133 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( i  +  1 )  e.  RR  ->  (
i  +  1 )  <_  ( i  +  1 ) )
109102, 108syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( i  +  1 )  <_ 
( i  +  1 ) )
110100, 107, 109jca32 558 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( ( M  e.  ZZ  /\  (
i  +  1 )  e.  ZZ  /\  (
i  +  1 )  e.  ZZ )  /\  ( M  <_  ( i  +  1 )  /\  ( i  +  1 )  <_  ( i  +  1 ) ) ) )
111 elfz2 12333 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( i  +  1 )  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  <->  ( ( M  e.  ZZ  /\  (
i  +  1 )  e.  ZZ  /\  (
i  +  1 )  e.  ZZ )  /\  ( M  <_  ( i  +  1 )  /\  ( i  +  1 )  <_  ( i  +  1 ) ) ) )
112110, 111sylibr 224 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( i  +  1 )  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )
113112adantl 482 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( i  +  1 )  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) )
114 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  =  ( i  +  1 )  ->  ( E `  j )  =  ( E `  ( i  +  1 ) ) )
115114ssiun2s 4564 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( i  +  1 )  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  ->  ( E `  ( i  +  1 ) ) 
C_  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
) )
116113, 115syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( E `  ( i  +  1 ) )  C_  U_ j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) ( E `  j ) )
117 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( i  =  j  ->  ( E `  i )  =  ( E `  j ) )
118117cbviunv 4559 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  U_ i  e.  ( M ... n
) ( E `  i )  =  U_ j  e.  ( M ... n ) ( E `
 j )
119118mpteq2i 4741 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  e.  Z  |->  U_ i  e.  ( M ... n
) ( E `  i ) )  =  ( n  e.  Z  |-> 
U_ j  e.  ( M ... n ) ( E `  j
) )
12073, 119eqtri 2644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  G  =  ( n  e.  Z  |-> 
U_ j  e.  ( M ... n ) ( E `  j
) )
121120a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  G  =  ( n  e.  Z  |->  U_ j  e.  ( M ... n ) ( E `
 j ) ) )
122 oveq2 6658 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( n  =  ( i  +  1 )  ->  ( M ... n )  =  ( M ... (
i  +  1 ) ) )
123122iuneq1d 4545 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  ( i  +  1 )  ->  U_ j  e.  ( M ... n
) ( E `  j )  =  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `
 j ) )
124123adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  n  =  ( i  +  1 ) )  ->  U_ j  e.  ( M ... n
) ( E `  j )  =  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `
 j ) )
12534adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  M  e.  ZZ )
12698adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  i  e.  ZZ )
127126peano2zd 11485 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( i  +  1 )  e.  ZZ )
128125zred 11482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  M  e.  RR )
129127zred 11482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( i  +  1 )  e.  RR )
130126zred 11482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  i  e.  RR )
131104adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  M  <_  i
)
132130ltp1d 10954 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  i  <  (
i  +  1 ) )
133128, 130, 129, 131, 132lelttrd 10195 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  M  <  (
i  +  1 ) )
134128, 129, 133ltled 10185 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  M  <_  (
i  +  1 ) )
135125, 127, 1343jca 1242 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( M  e.  ZZ  /\  ( i  +  1 )  e.  ZZ  /\  M  <_ 
( i  +  1 ) ) )
136 eluz2 11693 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( i  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  M
)  <->  ( M  e.  ZZ  /\  ( i  +  1 )  e.  ZZ  /\  M  <_ 
( i  +  1 ) ) )
137135, 136sylibr 224 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( i  +  1 )  e.  (
ZZ>= `  M ) )
13851eqcomi 2631 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ZZ>= `  M )  =  Z
139137, 138syl6eleq 2711 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( i  +  1 )  e.  Z
)
140 ovex 6678 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( M ... ( i  +  1 ) )  e. 
_V
141 fvex 6201 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( E `
 j )  e. 
_V
142140, 141iunex 7147 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  U_ j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) ( E `  j )  e.  _V
143142a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
)  e.  _V )
144121, 124, 139, 143fvmptd 6288 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( G `  ( i  +  1 ) )  =  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `
 j ) )
145144eqcomd 2628 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
)  =  ( G `
 ( i  +  1 ) ) )
146116, 145sseqtrd 3641 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( E `  ( i  +  1 ) )  C_  ( G `  ( i  +  1 ) ) )
147 sseqin2 3817 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( E `  ( i  +  1 ) ) 
C_  ( G `  ( i  +  1 ) )  <->  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  =  ( E `  (
i  +  1 ) ) )
148147biimpi 206 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( E `  ( i  +  1 ) ) 
C_  ( G `  ( i  +  1 ) )  ->  (
( G `  (
i  +  1 ) )  i^i  ( E `
 ( i  +  1 ) ) )  =  ( E `  ( i  +  1 ) ) )
149146, 148syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  (
i  +  1 ) ) )  =  ( E `  ( i  +  1 ) ) )
150149fveq2d 6195 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( O `  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )
151 nfcv 2764 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ j
( E `  (
i  +  1 ) )
152 elfzouz 12474 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  i  e.  ( ZZ>= `  M )
)
153152adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  i  e.  (
ZZ>= `  M ) )
154151, 153, 114iunp1 39235 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
)  =  ( U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `
 j )  u.  ( E `  (
i  +  1 ) ) ) )
155144, 154eqtrd 2656 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( G `  ( i  +  1 ) )  =  (
U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
)  u.  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )
156155difeq1d 3727 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  \ 
( E `  (
i  +  1 ) ) )  =  ( ( U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  u.  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  \  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )
157 caratheodorylem1.dj . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ph  -> Disj  n  e.  Z  ( E `  n )
)
158 fveq2 6191 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( n  =  j  ->  ( E `  n )  =  ( E `  j ) )
159158cbvdisjv 4631 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  (Disj  n  e.  Z  ( E `  n )  <-> Disj  j  e.  Z  ( E `  j ) )
160157, 159sylib 208 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  -> Disj  j  e.  Z  ( E `  j )
)
161160adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  -> Disj  j  e.  Z  ( E `  j ) )
162 fzssuz 12382 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( M ... i )  C_  ( ZZ>= `  M )
163162, 138sseqtri 3637 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( M ... i )  C_  Z
164163a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( M ... i )  C_  Z
)
165 fzp1nel 12424 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  -.  (
i  +  1 )  e.  ( M ... i )
166165a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  -.  (
i  +  1 )  e.  ( M ... i ) )
167166adantl 482 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  -.  ( i  +  1 )  e.  ( M ... i
) )
168139, 167eldifd 3585 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( i  +  1 )  e.  ( Z  \  ( M ... i ) ) )
169161, 164, 168, 114disjiun2 39226 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  i^i  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  =  (/) )
170 undif4 4035 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
)  i^i  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  =  (/)  ->  ( U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  u.  (
( E `  (
i  +  1 ) )  \  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( (
U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
)  u.  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) 
\  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )
171169, 170syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  u.  (
( E `  (
i  +  1 ) )  \  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( (
U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
)  u.  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) 
\  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )
172171eqcomd 2628 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `
 j )  u.  ( E `  (
i  +  1 ) ) )  \  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  =  ( U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `
 j )  u.  ( ( E `  ( i  +  1 ) )  \  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) )
173 simpl 473 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ph )
174153, 138syl6eleq 2711 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  i  e.  Z
)
175120a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  G  =  ( n  e.  Z  |->  U_ j  e.  ( M ... n ) ( E `  j
) ) )
176 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  Z )  /\  n  =  i )  ->  n  =  i )
177176oveq2d 6666 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  Z )  /\  n  =  i )  -> 
( M ... n
)  =  ( M ... i ) )
178177iuneq1d 4545 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  Z )  /\  n  =  i )  ->  U_ j  e.  ( M ... n ) ( E `  j )  =  U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j ) )
179 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  i  e.  Z )
180 ovex 6678 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( M ... i )  e. 
_V
181180, 141iunex 7147 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  e.  _V
182181a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  e.  _V )
183175, 178, 179, 182fvmptd 6288 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  ( G `  i )  =  U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
) )
184173, 174, 183syl2anc 693 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( G `  i )  =  U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `
 j ) )
185184eqcomd 2628 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
)  =  ( G `
 i ) )
186 difid 3948 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( E `  ( i  +  1 ) ) 
\  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  =  (/)
187186a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( E `
 ( i  +  1 ) )  \ 
( E `  (
i  +  1 ) ) )  =  (/) )
188185, 187uneq12d 3768 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  u.  (
( E `  (
i  +  1 ) )  \  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( ( G `  i )  u.  (/) ) )
189 un0 3967 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G `  i )  u.  (/) )  =  ( G `  i )
190189a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( G `
 i )  u.  (/) )  =  ( G `  i )
)
191188, 190eqtrd 2656 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  u.  (
( E `  (
i  +  1 ) )  \  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( G `
 i ) )
192156, 172, 1913eqtrd 2660 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  \ 
( E `  (
i  +  1 ) ) )  =  ( G `  i ) )
193192fveq2d 6195 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  \  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( O `  ( G `
 i ) ) )
194150, 193oveq12d 6668 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( O `
 ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  (
i  +  1 ) ) ) ) +e ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  \  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) +e ( O `  ( G `
 i ) ) ) )
1951943adant3 1081 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( ( O `
 ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  (
i  +  1 ) ) ) ) +e ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  \  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) )  =  ( ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) +e ( O `  ( G `
 i ) ) ) )
19639adantr 481 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  O  e. OutMeas )
19745adantr 481 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  E : Z --> S )
198197, 139ffvelrnd 6360 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( E `  ( i  +  1 ) )  e.  S
)
199 simpll 790 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  ph )
20097adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  M  e.  ZZ )
201 elfzelz 12342 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  ->  j  e.  ZZ )
202201adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  j  e.  ZZ )
203 elfzle1 12344 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  ->  M  <_  j )
204203adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  M  <_  j )
205200, 202, 2043jca 1242 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  ( M  e.  ZZ  /\  j  e.  ZZ  /\  M  <_ 
j ) )
206 eluz2 11693 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( j  e.  ( ZZ>= `  M
)  <->  ( M  e.  ZZ  /\  j  e.  ZZ  /\  M  <_ 
j ) )
207205, 206sylibr 224 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  j  e.  ( ZZ>= `  M )
)
208207, 138syl6eleq 2711 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  j  e.  Z )
209208adantll 750 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  j  e.  Z )
21039, 43syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ph  ->  S  C_  dom  O )
211210adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  S  C_ 
dom  O )
21245ffvelrnda 6359 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  ( E `  j )  e.  S )
213211, 212sseldd 3604 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  ( E `  j )  e.  dom  O )
214 elssuni 4467 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( E `  j )  e.  dom  O  -> 
( E `  j
)  C_  U. dom  O
)
215213, 214syl 17 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  j  e.  Z )  ->  ( E `  j )  C_ 
U. dom  O )
216199, 209, 215syl2anc 693 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  j  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  ( E `  j )  C_ 
U. dom  O )
217216ralrimiva 2966 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  A. j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
)  C_  U. dom  O
)
218 iunss 4561 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `
 j )  C_  U.
dom  O  <->  A. j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
)  C_  U. dom  O
)
219217, 218sylibr 224 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  U_ j  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) ( E `  j
)  C_  U. dom  O
)
220144, 219eqsstrd 3639 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( G `  ( i  +  1 ) )  C_  U. dom  O )
221196, 42, 41, 198, 220caragensplit 40714 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( O `
 ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  (
i  +  1 ) ) ) ) +e ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  \  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) )  =  ( O `  ( G `  ( i  +  1 ) ) ) )
222221eqcomd 2628 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( O `  ( G `  ( i  +  1 ) ) )  =  ( ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) +e ( O `
 ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  \ 
( E `  (
i  +  1 ) ) ) ) ) )
2232223adant3 1081 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( O `  ( G `  ( i  +  1 ) ) )  =  ( ( O `  ( ( G `  ( i  +  1 ) )  i^i  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) +e ( O `
 ( ( G `
 ( i  +  1 ) )  \ 
( E `  (
i  +  1 ) ) ) ) ) )
224196adantr 481 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  n  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  O  e. OutMeas )
225173adantr 481 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  n  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  ph )
226 elfzuz 12338 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  ->  n  e.  ( ZZ>= `  M )
)
227226, 138syl6eleq 2711 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) )  ->  n  e.  Z )
228227adantl 482 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  n  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  n  e.  Z )
22945, 210fssd 6057 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  E : Z --> dom  O
)
230229ffvelrnda 6359 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  n  e.  Z )  ->  ( E `  n )  e.  dom  O )
231230, 57syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  n  e.  Z )  ->  ( E `  n )  C_ 
U. dom  O )
232225, 228, 231syl2anc 693 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  n  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  ( E `  n )  C_ 
U. dom  O )
233224, 41, 232omecl 40717 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  /\  n  e.  ( M ... (
i  +  1 ) ) )  ->  ( O `  ( E `  n ) )  e.  ( 0 [,] +oo ) )
234 fveq2 6191 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  ( i  +  1 )  ->  ( E `  n )  =  ( E `  ( i  +  1 ) ) )
235234fveq2d 6195 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  ( i  +  1 )  ->  ( O `  ( E `  n ) )  =  ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )
236153, 233, 235sge0p1 40631 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  =  ( (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) +e ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) )
2372363adant3 1081 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  =  ( (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) +e ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) ) )
238 id 22 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  -> 
( O `  ( G `  i )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
239238eqcomd 2628 . . . . . . . . 9  |-  ( ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  -> 
(Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  =  ( O `  ( G `  i )
) )
240239oveq1d 6665 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  -> 
( (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) +e ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( ( O `  ( G `  i )
) +e ( O `  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) ) )
2412403ad2ant3 1084 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) +e ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( ( O `  ( G `  i )
) +e ( O `  ( E `
 ( i  +  1 ) ) ) ) )
242 simpl 473 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( M ... i ) )  ->  ph )
243163sseli 3599 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( j  e.  ( M ... i )  ->  j  e.  Z )
244243adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( M ... i ) )  ->  j  e.  Z )
245242, 244, 215syl2anc 693 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  j  e.  ( M ... i ) )  ->  ( E `  j )  C_  U. dom  O )
246245adantlr 751 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  i  e.  Z )  /\  j  e.  ( M ... i
) )  ->  ( E `  j )  C_ 
U. dom  O )
247246ralrimiva 2966 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  A. j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  C_  U. dom  O )
248 iunss 4561 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( U_ j  e.  ( M ... i ) ( E `
 j )  C_  U.
dom  O  <->  A. j  e.  ( M ... i ) ( E `  j
)  C_  U. dom  O
)
249247, 248sylibr 224 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  U_ j  e.  ( M ... i
) ( E `  j )  C_  U. dom  O )
250183, 249eqsstrd 3639 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  i  e.  Z )  ->  ( G `  i )  C_ 
U. dom  O )
251173, 174, 250syl2anc 693 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( G `  i )  C_  U. dom  O )
252196, 41, 251omexrcl 40721 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( O `  ( G `  i ) )  e.  RR* )
253116, 219sstrd 3613 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( E `  ( i  +  1 ) )  C_  U. dom  O )
254196, 41, 253omexrcl 40721 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) )  e.  RR* )
255252, 254xaddcomd 39540 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N ) )  ->  ( ( O `
 ( G `  i ) ) +e ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) +e ( O `  ( G `
 i ) ) ) )
2562553adant3 1081 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( ( O `
 ( G `  i ) ) +e ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) )  =  ( ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) +e ( O `  ( G `
 i ) ) ) )
257237, 241, 2563eqtrd 2660 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) )  =  ( ( O `  ( E `  ( i  +  1 ) ) ) +e ( O `  ( G `
 i ) ) ) )
258195, 223, 2573eqtr4d 2666 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  i  e.  ( M..^ N )  /\  ( O `  ( G `
 i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( O `  ( G `  ( i  +  1 ) ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
25992, 93, 96, 258syl3anc 1326 . . . 4  |-  ( ( i  e.  ( M..^ N )  /\  ( ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  /\  ph )  -> 
( O `  ( G `  ( i  +  1 ) ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
2602593exp 1264 . . 3  |-  ( i  e.  ( M..^ N
)  ->  ( ( ph  ->  ( O `  ( G `  i ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... i ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )  ->  ( ph  ->  ( O `  ( G `
 ( i  +  1 ) ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... ( i  +  1 ) ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) ) )
26111, 18, 25, 32, 91, 260fzind2 12586 . 2  |-  ( N  e.  ( M ... N )  ->  ( ph  ->  ( O `  ( G `  N ) )  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... N ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) ) )
2623, 4, 261sylc 65 1  |-  ( ph  ->  ( O `  ( G `  N )
)  =  (Σ^ `  ( n  e.  ( M ... N ) 
|->  ( O `  ( E `  n )
) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 384    /\ w3a 1037    = wceq 1483    e. wcel 1990   A.wral 2912   _Vcvv 3200    \ cdif 3571    u. cun 3572    i^i cin 3573    C_ wss 3574   (/)c0 3915   {csn 4177   U.cuni 4436   U_ciun 4520  Disj wdisj 4620   class class class wbr 4653    |-> cmpt 4729   dom cdm 5114   -->wf 5884   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   RRcr 9935   0cc0 9936   1c1 9937    + caddc 9939   +oocpnf 10071    <_ cle 10075   ZZcz 11377   ZZ>=cuz 11687   +ecxad 11944   [,]cicc 12178   ...cfz 12326  ..^cfzo 12465  Σ^csumge0 40579  OutMeascome 40703  CaraGenccaragen 40705
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-disj 4621  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-oi 8415  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-xadd 11947  df-ico 12181  df-icc 12182  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-sum 14417  df-sumge0 40580  df-ome 40704  df-caragen 40706
This theorem is referenced by:  caratheodorylem2  40741
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