MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  isumless Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isumless 14621
Description: A finite sum of nonnegative numbers is less or equal to its limit. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
isumless.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
isumless.2 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
isumless.3 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
isumless.4 (𝜑𝐴𝑍)
isumless.5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = 𝐵)
isumless.6 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
isumless.7 ((𝜑𝑘𝑍) → 0 ≤ 𝐵)
isumless.8 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
Assertion
Ref Expression
isumless (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘𝑍 𝐵)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem isumless
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isumless.4 . . 3 (𝜑𝐴𝑍)
21sselda 3636 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑘𝑍)
3 isumless.6 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
43recnd 10106 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
52, 4syldan 486 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
65ralrimiva 2995 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
7 isumless.1 . . . . . 6 𝑍 = (ℤ𝑀)
87eqimssi 3692 . . . . 5 𝑍 ⊆ (ℤ𝑀)
98orci 404 . . . 4 (𝑍 ⊆ (ℤ𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin)
109a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝑍 ⊆ (ℤ𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin))
11 sumss2 14501 . . 3 (((𝐴𝑍 ∧ ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝑍 ⊆ (ℤ𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin)) → Σ𝑘𝐴 𝐵 = Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐴, 𝐵, 0))
121, 6, 10, 11syl21anc 1365 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐵 = Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐴, 𝐵, 0))
13 isumless.2 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
14 eleq1 2718 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → (𝑗𝐴𝑘𝐴))
15 fveq2 6229 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑘 → (𝐹𝑗) = (𝐹𝑘))
1614, 15ifbieq1d 4142 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0) = if(𝑘𝐴, (𝐹𝑘), 0))
17 eqid 2651 . . . . . 6 (𝑗𝑍 ↦ if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0)) = (𝑗𝑍 ↦ if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0))
18 fvex 6239 . . . . . . 7 (𝐹𝑘) ∈ V
19 c0ex 10072 . . . . . . 7 0 ∈ V
2018, 19ifex 4189 . . . . . 6 if(𝑘𝐴, (𝐹𝑘), 0) ∈ V
2116, 17, 20fvmpt 6321 . . . . 5 (𝑘𝑍 → ((𝑗𝑍 ↦ if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘𝐴, (𝐹𝑘), 0))
2221adantl 481 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → ((𝑗𝑍 ↦ if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘𝐴, (𝐹𝑘), 0))
23 isumless.5 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) = 𝐵)
2423ifeq1d 4137 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → if(𝑘𝐴, (𝐹𝑘), 0) = if(𝑘𝐴, 𝐵, 0))
2522, 24eqtrd 2685 . . 3 ((𝜑𝑘𝑍) → ((𝑗𝑍 ↦ if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘𝐴, 𝐵, 0))
26 0re 10078 . . . 4 0 ∈ ℝ
27 ifcl 4163 . . . 4 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ∈ ℝ)
283, 26, 27sylancl 695 . . 3 ((𝜑𝑘𝑍) → if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ∈ ℝ)
29 isumless.7 . . . 4 ((𝜑𝑘𝑍) → 0 ≤ 𝐵)
30 leid 10171 . . . . 5 (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵𝐵)
31 breq1 4688 . . . . . 6 (𝐵 = if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) → (𝐵𝐵 ↔ if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
32 breq1 4688 . . . . . 6 (0 = if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) → (0 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
3331, 32ifboth 4157 . . . . 5 ((𝐵𝐵 ∧ 0 ≤ 𝐵) → if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
3430, 33sylan 487 . . . 4 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵) → if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
353, 29, 34syl2anc 694 . . 3 ((𝜑𝑘𝑍) → if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
36 isumless.3 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
377, 13, 36, 1, 25, 5fsumcvg3 14504 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑗𝑍 ↦ if(𝑗𝐴, (𝐹𝑗), 0))) ∈ dom ⇝ )
38 isumless.8 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
397, 13, 25, 28, 23, 3, 35, 37, 38isumle 14620 . 2 (𝜑 → Σ𝑘𝑍 if(𝑘𝐴, 𝐵, 0) ≤ Σ𝑘𝑍 𝐵)
4012, 39eqbrtrd 4707 1 (𝜑 → Σ𝑘𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘𝑍 𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wo 382  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wral 2941  wss 3607  ifcif 4119   class class class wbr 4685  cmpt 4762  dom cdm 5143  cfv 5926  Fincfn 7997  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974   + caddc 9977  cle 10113  cz 11415  cuz 11725  seqcseq 12841  cli 14259  Σcsu 14460
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461
This theorem is referenced by:  isumltss  14624  climcnds  14627  harmonic  14635  mertenslem1  14660  prmreclem5  15671  ovoliunlem1  23316  ovoliun2  23320  esumpcvgval  30268  eulerpartlems  30550  geomcau  33685
  Copyright terms: Public domain W3C validator