Theorem sge0revalmpt 42734

Description: Value of the sum of nonnegative extended reals, when all terms in the sum are reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
sge0revalmpt.1	⊢ Ⅎ𝑥𝜑
sge0revalmpt.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
sge0revalmpt.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))

Assertion

Ref	Expression
sge0revalmpt	⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵), ℝ*, < ))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑦,𝐵   𝜑,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐵(𝑥)   𝑉(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem sge0revalmpt

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sge0revalmpt.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
2		sge0revalmpt.1	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥𝜑
3		sge0revalmpt.3	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
4		eqid 2820	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
5	2, 3, 4	fmptdf 6874	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵):𝐴⟶(0[,)+∞))
6	1, 5	sge0reval 42728	. 2 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)), ℝ*, < ))
7		fveq2 6663	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) = ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥))
8		nfcv 2976	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥𝑦
9		nfcv 2976	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑧𝑦
10		nfmpt1 5157	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
11		nfcv 2976	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑥𝑧
12	10, 11	nffv 6673	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)
13		nfcv 2976	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑧((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)
14	7, 8, 9, 12, 13	cbvsum 15047	. . . . . . 7 ⊢ Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) = Σ𝑥 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥)
15	14	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) = Σ𝑥 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥))
16		nfv 1914	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑥 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
17	2, 16	nfan 1899	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
18		elpwinss 41385	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑦 ⊆ 𝐴)
19	18	adantr 483	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑦 ⊆ 𝐴)
20		simpr 487	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑥 ∈ 𝑦)
21	19, 20	sseldd 3961	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑥 ∈ 𝐴)
22	21	adantll 712	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑥 ∈ 𝐴)
23		simpll 765	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝜑)
24	23, 22, 3	syl2anc 586	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
25	4	fvmpt2 6772	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ (0[,)+∞)) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = 𝐵)
26	22, 24, 25	syl2anc 586	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = 𝐵)
27	26	ex 415	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = 𝐵))
28	17, 27	ralrimi 3215	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = 𝐵)
29		sumeq2 15046	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = 𝐵 → Σ𝑥 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵)
30	28, 29	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → Σ𝑥 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑥) = Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵)
31	15, 30	eqtrd 2855	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧) = Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵)
32	31	mpteq2dva 5154	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)) = (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵))
33	32	rneqd 5801	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)) = ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵))
34	33	supeq1d 8903	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑧 ∈ 𝑦 ((𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)‘𝑧)), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵), ℝ*, < ))
35	6, 34	eqtrd 2855	1 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)) = sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ Σ𝑥 ∈ 𝑦 𝐵), ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1536  Ⅎwnf 1783   ∈ wcel 2113  ∀wral 3137   ∩ cin 3928   ⊆ wss 3929  𝒫 cpw 4532   ↦ cmpt 5139  ran crn 5549  ‘cfv 6348  (class class class)co 7149  Fincfn 8502  supcsup 8897  0cc0 10530  +∞cpnf 10665  ℝ^*cxr 10667   < clt 10668  [,)cico 12734  Σcsu 15037  Σ^{^}csumge0 42718

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1969  ax-7 2014  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2176  ax-ext 2792  ax-rep 5183  ax-sep 5196  ax-nul 5203  ax-pow 5259  ax-pr 5323  ax-un 7454  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1083  df-3an 1084  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2069  df-mo 2621  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2892  df-nfc 2962  df-ne 3016  df-nel 3123  df-ral 3142  df-rex 3143  df-reu 3144  df-rmo 3145  df-rab 3146  df-v 3493  df-sbc 3769  df-csb 3877  df-dif 3932  df-un 3934  df-in 3936  df-ss 3945  df-pss 3947  df-nul 4285  df-if 4461  df-pw 4534  df-sn 4561  df-pr 4563  df-tp 4565  df-op 4567  df-uni 4832  df-iun 4914  df-br 5060  df-opab 5122  df-mpt 5140  df-tr 5166  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-om 7574  df-1st 7682  df-2nd 7683  df-wrecs 7940  df-recs 8001  df-rdg 8039  df-er 8282  df-en 8503  df-dom 8504  df-sdom 8505  df-sup 8899  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-nn 11632  df-n0 11892  df-z 11976  df-uz 12238  df-ico 12738  df-icc 12739  df-fz 12890  df-seq 13367  df-sum 15038  df-sumge0 42719

This theorem is referenced by:  sge0f1o  42738  sge0xaddlem1  42789  sge0xaddlem2  42790  sge0reuz  42803