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 30618
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 783 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝜑)
4 elfznn 12582 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (1...𝑗) → 𝑘 ∈ ℕ)
54adantl 473 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝑘 ∈ ℕ)
6 esumcvgsum.3 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
73, 5, 6syl2anc 579 . . . . 5 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → (𝐹𝑘) = 𝐴)
8 nnuz 11928 . . . . . . . 8 ℕ = (ℤ‘1)
98eleq2i 2836 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ ℕ ↔ 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
109biimpi 207 . . . . . 6 (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
1110adantl 473 . . . . 5 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → 𝑗 ∈ (ℤ‘1))
12 mnfxr 10354 . . . . . . . . 9 -∞ ∈ ℝ*
13 pnfxr 10350 . . . . . . . . 9 +∞ ∈ ℝ*
14 0re 10299 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
15 mnflt 12162 . . . . . . . . . 10 (0 ∈ ℝ → -∞ < 0)
1614, 15ax-mp 5 . . . . . . . . 9 -∞ < 0
17 pnfge 12169 . . . . . . . . . 10 (+∞ ∈ ℝ* → +∞ ≤ +∞)
1813, 17ax-mp 5 . . . . . . . . 9 +∞ ≤ +∞
19 icossioo 12472 . . . . . . . . 9 (((-∞ ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) ∧ (-∞ < 0 ∧ +∞ ≤ +∞)) → (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞))
2012, 13, 16, 18, 19mp4an 684 . . . . . . . 8 (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞)
21 ioomax 12455 . . . . . . . 8 (-∞(,)+∞) = ℝ
2220, 21sseqtri 3799 . . . . . . 7 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
233, 5, 1syl2anc 579 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
2422, 23sseldi 3761 . . . . . 6 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℝ)
2524recnd 10326 . . . . 5 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℂ)
267, 11, 25fsumser 14760 . . . 4 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴 = (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
2726mpteq2dva 4905 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
28 1z 11659 . . . . . . 7 1 ∈ ℤ
29 seqfn 13025 . . . . . . 7 (1 ∈ ℤ → seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ‘1))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . 6 seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ‘1)
31 fneq2 6160 . . . . . . 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 222 . . . . 5 seq1( + , 𝐹) Fn ℕ
34 dffn5 6434 . . . . 5 (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
3533, 34mpbi 221 . . . 4 seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
36 seqex 13015 . . . . . 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 5500 . . . . 5 ((seq1( + , 𝐹) ∈ V ∧ 𝐿 ∈ ℝ ∧ seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿) → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
4137, 38, 39, 40syl3anc 1490 . . . 4 (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
4235, 41syl5eqelr 2849 . . 3 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)) ∈ dom ⇝ )
4327, 42eqeltrd 2844 . 2 (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) ∈ dom ⇝ )
441, 2, 43esumpcvgval 30608 1 (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = Σ𝑘 ∈ ℕ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  Vcvv 3350  wss 3734   class class class wbr 4811  cmpt 4890  dom cdm 5279   Fn wfn 6065  cfv 6070  (class class class)co 6846  cr 10192  0cc0 10193  1c1 10194   + caddc 10196  +∞cpnf 10329  -∞cmnf 10330  *cxr 10331   < clt 10332  cle 10333  cn 11278  cz 11628  cuz 11891  (,)cioo 12382  [,)cico 12384  ...cfz 12538  seqcseq 13013  cli 14514  Σcsu 14715  Σ*cesum 30557
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271  ax-addf 10272  ax-mulf 10273
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-iin 4681  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-of 7099  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-supp 7502  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-oadd 7772  df-er 7951  df-map 8066  df-pm 8067  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-fsupp 8487  df-fi 8528  df-sup 8559  df-inf 8560  df-oi 8626  df-card 9020  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-div 10943  df-nn 11279  df-2 11339  df-3 11340  df-4 11341  df-5 11342  df-6 11343  df-7 11344  df-8 11345  df-9 11346  df-n0 11543  df-z 11629  df-dec 11746  df-uz 11892  df-q 11995  df-rp 12034  df-xadd 12152  df-ioo 12386  df-ioc 12387  df-ico 12388  df-icc 12389  df-fz 12539  df-fzo 12679  df-fl 12806  df-seq 13014  df-exp 13073  df-hash 13327  df-cj 14138  df-re 14139  df-im 14140  df-sqrt 14274  df-abs 14275  df-clim 14518  df-rlim 14519  df-sum 14716  df-struct 16146  df-ndx 16147  df-slot 16148  df-base 16150  df-sets 16151  df-ress 16152  df-plusg 16241  df-mulr 16242  df-starv 16243  df-tset 16247  df-ple 16248  df-ds 16250  df-unif 16251  df-rest 16363  df-topn 16364  df-0g 16382  df-gsum 16383  df-topgen 16384  df-ordt 16441  df-xrs 16442  df-mre 16526  df-mrc 16527  df-acs 16529  df-ps 17480  df-tsr 17481  df-mgm 17522  df-sgrp 17564  df-mnd 17575  df-submnd 17616  df-grp 17706  df-minusg 17707  df-cntz 18027  df-cmn 18475  df-abl 18476  df-mgp 18771  df-ur 18783  df-ring 18830  df-cring 18831  df-fbas 20030  df-fg 20031  df-cnfld 20034  df-top 20992  df-topon 21009  df-topsp 21031  df-bases 21044  df-ntr 21118  df-nei 21196  df-cn 21325  df-haus 21413  df-fil 21943  df-fm 22035  df-flim 22036  df-flf 22037  df-tsms 22223  df-esum 30558
This theorem is referenced by:  omssubadd  30830
  Copyright terms: Public domain W3C validator