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 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐵)
esumcvgsum.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
esumcvgsum.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
esumcvgsum.4	⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿)
esumcvgsum.5	⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ 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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		esumcvgsum.2	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
2		esumcvgsum.1	. 2 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = 𝐵)
3		simpll 783	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝜑)
4		elfznn 12582	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑗) → 𝑘 ∈ ℕ)
5	4	adantl 473	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝑘 ∈ ℕ)
6		esumcvgsum.3	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
7	3, 5, 6	syl2anc 579	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
8		nnuz 11928	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
9	8	eleq2i 2836	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ ↔ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘1))
10	9	biimpi 207	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘1))
11	10	adantl 473	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 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)
16	14, 15	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ -∞ < 0
17		pnfge 12169	. . . . . . . . . 10 ⊢ (+∞ ∈ ℝ* → +∞ ≤ +∞)
18	13, 17	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ +∞ ≤ +∞
19		icossioo 12472	. . . . . . . . 9 ⊢ (((-∞ ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) ∧ (-∞ < 0 ∧ +∞ ≤ +∞)) → (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞))
20	12, 13, 16, 18, 19	mp4an 684	. . . . . . . 8 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞)
21		ioomax 12455	. . . . . . . 8 ⊢ (-∞(,)+∞) = ℝ
22	20, 21	sseqtri 3799	. . . . . . 7 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
23	3, 5, 1	syl2anc 579	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
24	22, 23	sseldi 3761	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℝ)
25	24	recnd 10326	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℂ)
26	7, 11, 25	fsumser 14760	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴 = (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
27	26	mpteq2dva 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))
30	28, 29	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1)
31		fneq2 6160	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ = (ℤ≥‘1) → (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1)))
32	8, 31	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1))
33	30, 32	mpbir 222	. . . . 5 ⊢ seq1( + , 𝐹) Fn ℕ
34		dffn5 6434	. . . . 5 ⊢ (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
35	33, 34	mpbi 221	. . . 4 ⊢ seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
36		seqex 13015	. . . . . 6 ⊢ seq1( + , 𝐹) ∈ V
37	36	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ V)
38		esumcvgsum.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ ℝ)
39		esumcvgsum.4	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿)
40		breldmg 5500	. . . . 5 ⊢ ((seq1( + , 𝐹) ∈ V ∧ 𝐿 ∈ ℝ ∧ seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿) → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
41	37, 38, 39, 40	syl3anc 1490	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
42	35, 41	syl5eqelr 2849	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)) ∈ dom ⇝ )
43	27, 42	eqeltrd 2844	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) ∈ dom ⇝ )
44	1, 2, 43	esumpcvgval 30608	1 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = Σ𝑘 ∈ ℕ 𝐴)

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  ℝcr 10192  0cc0 10193  1c1 10194   + caddc 10196  +∞cpnf 10329  -∞cmnf 10330  ℝ^*cxr 10331   < clt 10332   ≤ cle 10333  ℕcn 11278  ℤcz 11628  ℤ_≥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