Theorem esumcvgsum 34653

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 779	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝜑)
4		elfznn 13655	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 ∈ (1...𝑗) → 𝑘 ∈ ℕ)
5	4	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝑘 ∈ ℕ)
6		esumcvgsum.3	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
7	3, 5, 6	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
8		nnuz 12973	. . . . . . 7 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
9	8	eleq2i 2852	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ ℕ ↔ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘1))
10	9	bilani 510	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘1))
11		mnfxr 11337	. . . . . . . . 9 ⊢ -∞ ∈ ℝ*
12		pnfxr 11334	. . . . . . . . 9 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
13		0re 11281	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℝ
14		mnflt 13221	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 ∈ ℝ → -∞ < 0)
15	13, 14	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ -∞ < 0
16		pnfge 13228	. . . . . . . . . 10 ⊢ (+∞ ∈ ℝ* → +∞ ≤ +∞)
17	12, 16	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ +∞ ≤ +∞
18		icossioo 13540	. . . . . . . . 9 ⊢ (((-∞ ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) ∧ (-∞ < 0 ∧ +∞ ≤ +∞)) → (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞))
19	11, 12, 15, 17, 18	mp4an 706	. . . . . . . 8 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (-∞(,)+∞)
20		ioomax 13522	. . . . . . . 8 ⊢ (-∞(,)+∞) = ℝ
21	19, 20	sseqtri 3978	. . . . . . 7 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
22	3, 5, 1	syl2anc 596	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
23	21, 22	sselid 3928	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℝ)
24	23	recnd 11308	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑗)) → 𝐴 ∈ ℂ)
25	7, 10, 24	fsumser 15863	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ) → Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴 = (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
26	25	mpteq2dva 5197	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
27		1z 12695	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ ℤ
28		seqfn 14124	. . . . . . 7 ⊢ (1 ∈ ℤ → seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1))
29	27, 28	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1)
30		fneq2 6619	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ = (ℤ≥‘1) → (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1)))
31	8, 30	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘1))
32	29, 31	mpbir 234	. . . . 5 ⊢ seq1( + , 𝐹) Fn ℕ
33		dffn5 6931	. . . . 5 ⊢ (seq1( + , 𝐹) Fn ℕ ↔ seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)))
34	32, 33	mpbi 233	. . . 4 ⊢ seq1( + , 𝐹) = (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗))
35		seqex 14114	. . . . . 6 ⊢ seq1( + , 𝐹) ∈ V
36	35	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ V)
37		esumcvgsum.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ ℝ)
38		esumcvgsum.4	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿)
39		breldmg 5887	. . . . 5 ⊢ ((seq1( + , 𝐹) ∈ V ∧ 𝐿 ∈ ℝ ∧ seq1( + , 𝐹) ⇝ 𝐿) → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
40	36, 37, 38, 39	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq1( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
41	34, 40	eqeltrrid 2865	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ (seq1( + , 𝐹)‘𝑗)) ∈ dom ⇝ )
42	26, 41	eqeltrd 2860	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ ℕ ↦ Σ𝑘 ∈ (1...𝑗)𝐴) ∈ dom ⇝ )
43	1, 2, 42	esumpcvgval 34643	1 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = Σ𝑘 ∈ ℕ 𝐴)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  Vcvv 3450   ⊆ wss 3898   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5647   Fn wfn 6522  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  ℝcr 11170  0cc0 11171  1c1 11172   + caddc 11174  +∞cpnf 11311  -∞cmnf 11312  ℝ^*cxr 11313   < clt 11314   ≤ cle 11315  ℕcn 12304  ℤcz 12662  ℤ_≥cuz 12934  (,)cioo 13445  [,)cico 13447  ...cfz 13608  seqcseq 14112   ⇝ cli 15618  Σcsu 15820  Σ^*cesum 34592

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-inf2 9620  ax-cnex 11227  ax-resscn 11228  ax-1cn 11229  ax-icn 11230  ax-addcl 11231  ax-addrcl 11232  ax-mulcl 11233  ax-mulrcl 11234  ax-mulcom 11235  ax-addass 11236  ax-mulass 11237  ax-distr 11238  ax-i2m1 11239  ax-1ne0 11240  ax-1rid 11241  ax-rnegex 11242  ax-rrecex 11243  ax-cnre 11244  ax-pre-lttri 11245  ax-pre-lttrn 11246  ax-pre-ltadd 11247  ax-pre-mulgt0 11248  ax-pre-sup 11249  ax-addf 11250

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-isom 6536  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7676  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-supp 8156  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-2o 8455  df-er 8695  df-map 8827  df-pm 8828  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9991  df-pnf 11316  df-mnf 11317  df-xr 11318  df-ltxr 11319  df-le 11320  df-sub 11514  df-neg 11515  df-div 11943  df-nn 12305  df-2 12374  df-3 12375  df-4 12376  df-5 12377  df-6 12378  df-7 12379  df-8 12380  df-9 12381  df-n0 12576  df-z 12663  df-dec 12784  df-uz 12935  df-q 13045  df-rp 13090  df-xadd 13211  df-ioo 13449  df-ioc 13450  df-ico 13451  df-icc 13452  df-fz 13609  df-fzo 13757  df-fl 13900  df-seq 14113  df-exp 14173  df-hash 14442  df-cj 15233  df-re 15234  df-im 15235  df-sqrt 15369  df-abs 15370  df-clim 15622  df-rlim 15623  df-sum 15821  df-struct 17286  df-sets 17303  df-slot 17321  df-ndx 17333  df-base 17349  df-ress 17370  df-plusg 17402  df-mulr 17403  df-starv 17404  df-tset 17408  df-ple 17409  df-ds 17411  df-unif 17412  df-rest 17554  df-topn 17555  df-0g 17573  df-gsum 17574  df-topgen 17575  df-ordt 17634  df-xrs 17635  df-mre 17717  df-mrc 17718  df-acs 17720  df-ps 18701  df-tsr 18702  df-mgm 18777  df-sgrp 18869  df-mnd 18885  df-submnd 18940  df-grp 19108  df-minusg 19109  df-cntz 19492  df-cmn 19957  df-abl 19958  df-mgp 20322  df-ur 20369  df-ring 20422  df-cring 20423  df-fbas 21636  df-fg 21637  df-cnfld 21640  df-top 23173  df-topon 23190  df-topsp 23212  df-bases 23225  df-ntr 23299  df-nei 23377  df-cn 23506  df-haus 23594  df-fil 24126  df-fm 24218  df-flim 24219  df-flf 24220  df-tsms 24407  df-esum 34593

This theorem is used by:  omssubadd  34866