Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  esumcvgsum Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem esumcvgsum 33616
Description: The value of the extended sum when the corresponding sum is convergent. (Contributed by Thierry Arnoux, 29-Oct-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
esumcvgsum.1 (𝑘 = 𝑖𝐴 = 𝐵)
esumcvgsum.2 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
esumcvgsum.3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
esumcvgsum.4 (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿)
esumcvgsum.5 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
esumcvgsum (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = Σ𝑘 ∈ ℕ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑖,𝑘   𝐴,𝑖   𝐵,𝑘   𝑘,𝐹   𝜑,𝑘
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑖)   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑖)   𝐹(𝑖)   𝐿(𝑖,𝑘)

Proof of Theorem esumcvgsum
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 esumcvgsum.2 . 2 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
2 esumcvgsum.1 . 2 (𝑘 = 𝑖𝐴 = 𝐵)
3 simpll 764 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝜑)
4 elfznn 13536 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (1...𝑗) → 𝑘 ∈ ℕ)
54adantl 481 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝑘 ∈ ℕ)
6 esumcvgsum.3 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
73, 5, 6syl2anc 583 . . . . 5 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
8 nnuz 12869 . . . . . . . 8 ℕ = (ℤ‘1)
98eleq2i 2819 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ ↔ 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
109biimpi 215 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
1110adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
12 mnfxr 11275 . . . . . . . . 9 -∞ ∈ ℝ*
13 pnfxr 11272 . . . . . . . . 9 +∞ ∈ ℝ*
14 0re 11220 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
15 mnflt 13109 . . . . . . . . . 10 (0 ∈ ℝ → -∞ < 0)
1614, 15ax-mp 5 . . . . . . . . 9 -∞ < 0
17 pnfge 13116 . . . . . . . . . 10 (+∞ ∈ ℝ* → +∞ ≤ +∞)
1813, 17ax-mp 5 . . . . . . . . 9 +∞ ≤ +∞
19 icossioo 13423 . . . . . . . . 9 (((-∞ ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) ∧ (-∞ < 0 ∧ +∞ ≤ +∞)) → (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞))
2012, 13, 16, 18, 19mp4an 690 . . . . . . . 8 (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞)
21 ioomax 13405 . . . . . . . 8 (-∞(,)+∞) = ℝ
2220, 21sseqtri 4013 . . . . . . 7 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
233, 5, 1syl2anc 583 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
2422, 23sselid 3975 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℝ)
2524recnd 11246 . . . . 5 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℂ)
267, 11, 25fsumser 15682 . . . 4 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴 = (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
2726mpteq2dva 5241 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
28 1z 12596 . . . . . . 7 1 ∈ ℤ
29 seqfn 13984 . . . . . . 7 (1 ∈ ℤ → seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ‘1))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . 6 seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ‘1)
31 fneq2 6635 . . . . . . 7 (ℕ = (ℤ‘1) → (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ‘1)))
328, 31ax-mp 5 . . . . . 6 (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ‘1))
3330, 32mpbir 230 . . . . 5 seq1( + , 𝐹) Fn ℕ
34 dffn5 6944 . . . . 5 (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
3533, 34mpbi 229 . . . 4 seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
36 seqex 13974 . . . . . 6 seq1( + , 𝐹) ∈ V
3736a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ V)
38 esumcvgsum.5 . . . . 5 (𝜑𝐿 ∈ ℝ)
39 esumcvgsum.4 . . . . 5 (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿)
40 breldmg 5903 . . . . 5 ((seq1( + , 𝐹) ∈ V ∧ 𝐿 ∈ ℝ ∧ seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿) → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
4137, 38, 39, 40syl3anc 1368 . . . 4 (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
4235, 41eqeltrrid 2832 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)) ∈ dom ⇝ )
4327, 42eqeltrd 2827 . 2 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) ∈ dom ⇝ )
441, 2, 43esumpcvgval 33606 1 (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = Σ𝑘 ∈ ℕ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1533  wcel 2098  Vcvv 3468  wss 3943   class class class wbr 5141  cmpt 5224  dom cdm 5669   Fn wfn 6532  cfv 6537  (class class class)co 7405  cr 11111  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115  +∞cpnf 11249  -∞cmnf 11250  *cxr 11251   < clt 11252  cle 11253  cn 12216  cz 12562  cuz 12826  (,)cioo 13330  [,)cico 13332  ...cfz 13490  seqcseq 13972  cli 15434  Σcsu 15638  Σ*cesum 33555
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7667  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8147  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-xadd 13099  df-ioo 13334  df-ioc 13335  df-ico 13336  df-icc 13337  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-fl 13763  df-seq 13973  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-clim 15438  df-rlim 15439  df-sum 15639  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-starv 17221  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ds 17228  df-unif 17229  df-rest 17377  df-topn 17378  df-0g 17396  df-gsum 17397  df-topgen 17398  df-ordt 17456  df-xrs 17457  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-ps 18531  df-tsr 18532  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-submnd 18714  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-cntz 19233  df-cmn 19702  df-abl 19703  df-mgp 20040  df-ur 20087  df-ring 20140  df-cring 20141  df-fbas 21237  df-fg 21238  df-cnfld 21241  df-top 22751  df-topon 22768  df-topsp 22790  df-bases 22804  df-ntr 22879  df-nei 22957  df-cn 23086  df-haus 23174  df-fil 23705  df-fm 23797  df-flim 23798  df-flf 23799  df-tsms 23986  df-esum 33556
This theorem is referenced by:  omssubadd  33829
  Copyright terms: Public domain W3C validator