Theorem esumfsupre 34431

Description: Formulating an extended sum over integers using the recursive sequence builder. This version is limited to real-valued functions. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Oct-2017.)

Hypothesis

Ref	Expression
esumfsup.1	⊢ Ⅎ𝑘𝐹

Assertion

Ref	Expression
esumfsupre	⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → Σ*𝑘 ∈ ℕ(𝐹‘𝑘) = sup(ran seq1( + , 𝐹), ℝ*, < ))

Proof of Theorem esumfsupre

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		icossicc 13466	. . . 4 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
2		fss 6726	. . . 4 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)) → 𝐹:ℕ⟶(0[,]+∞))
3	1, 2	mpan2 703	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → 𝐹:ℕ⟶(0[,]+∞))
4		esumfsup.1	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘𝐹
5	4	esumfsup 34430	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,]+∞) → Σ*𝑘 ∈ ℕ(𝐹‘𝑘) = sup(ran seq1( +𝑒 , 𝐹), ℝ*, < ))
6	3, 5	syl 18	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → Σ*𝑘 ∈ ℕ(𝐹‘𝑘) = sup(ran seq1( +𝑒 , 𝐹), ℝ*, < ))
7		1zzd 12628	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → 1 ∈ ℤ)
8		elnnuz 12905	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ ↔ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘1))
9		ffvelcdm 7080	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (𝐹‘𝑥) ∈ (0[,)+∞))
10	8, 9	sylan2br 606	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘1)) → (𝐹‘𝑥) ∈ (0[,)+∞))
11		ge0addcl 13490	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ (0[,)+∞))
12	11	adantl 486	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞))) → (𝑥 + 𝑦) ∈ (0[,)+∞))
13		rge0ssre 13486	. . . . . . 7 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
14		simprl 782	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞))) → 𝑥 ∈ (0[,)+∞))
15	13, 14	sselid 3943	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞))) → 𝑥 ∈ ℝ)
16		simprr 784	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞))) → 𝑦 ∈ (0[,)+∞))
17	13, 16	sselid 3943	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞))) → 𝑦 ∈ ℝ)
18		rexadd 13261	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 +𝑒 𝑦) = (𝑥 + 𝑦))
19	18	eqcomd 2776	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 +𝑒 𝑦))
20	15, 17, 19	syl2anc 595	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) ∧ (𝑥 ∈ (0[,)+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,)+∞))) → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 +𝑒 𝑦))
21	7, 10, 12, 20	seqfeq3 14091	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → seq1( + , 𝐹) = seq1( +𝑒 , 𝐹))
22	21	rneqd 5932	. . 3 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → ran seq1( + , 𝐹) = ran seq1( +𝑒 , 𝐹))
23	22	supeq1d 9409	. 2 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → sup(ran seq1( + , 𝐹), ℝ*, < ) = sup(ran seq1( +𝑒 , 𝐹), ℝ*, < ))
24	6, 23	eqtr4d 2808	1 ⊢ (𝐹:ℕ⟶(0[,)+∞) → Σ*𝑘 ∈ ℕ(𝐹‘𝑘) = sup(ran seq1( + , 𝐹), ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1568   ∈ wcel 2150  Ⅎwnfc 2917   ⊆ wss 3913  ran crn 5666  ⟶wf 6536  ‘cfv 6540  (class class class)co 7414  supcsup 9403  ℝcr 11102  0cc0 11103  1c1 11104   + caddc 11106  +∞cpnf 11243  ℝ^*cxr 11245   < clt 11246  ℕcn 12236  ℤ_≥cuz 12865   +_𝑒 cxad 13138  [,)cico 13377  [,]cicc 13378  seqcseq 14040  Σ^*cesum 34387

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2152  ax-9 2160  ax-10 2183  ax-11 2199  ax-12 2220  ax-ext 2742  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5340  ax-pr 5408  ax-un 7736  ax-inf2 9613  ax-cnex 11159  ax-resscn 11160  ax-1cn 11161  ax-icn 11162  ax-addcl 11163  ax-addrcl 11164  ax-mulcl 11165  ax-mulrcl 11166  ax-mulcom 11167  ax-addass 11168  ax-mulass 11169  ax-distr 11170  ax-i2m1 11171  ax-1ne0 11172  ax-1rid 11173  ax-rnegex 11174  ax-rrecex 11175  ax-cnre 11176  ax-pre-lttri 11177  ax-pre-lttrn 11178  ax-pre-ltadd 11179  ax-pre-mulgt0 11180  ax-pre-sup 11181  ax-addf 11182  ax-mulf 11183

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2099  df-mo 2574  df-eu 2604  df-clab 2749  df-cleq 2762  df-clel 2845  df-nfc 2919  df-ne 2966  df-nel 3072  df-ral 3087  df-rex 3097  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3464  df-sbc 3753  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5560  df-eprel 5565  df-po 5573  df-so 5574  df-fr 5618  df-se 5619  df-we 5620  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7678  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-supp 8160  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-er 8697  df-map 8829  df-pm 8830  df-ixp 8899  df-en 8947  df-dom 8948  df-sdom 8949  df-fin 8950  df-fsupp 9325  df-fi 9374  df-sup 9405  df-inf 9406  df-oi 9475  df-card 9928  df-pnf 11248  df-mnf 11249  df-xr 11250  df-ltxr 11251  df-le 11252  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11875  df-nn 12237  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12508  df-z 12595  df-dec 12715  df-uz 12866  df-q 12976  df-rp 13020  df-xneg 13140  df-xadd 13141  df-xmul 13142  df-ioo 13379  df-ioc 13380  df-ico 13381  df-icc 13382  df-fz 13539  df-fzo 13686  df-fl 13828  df-mod 13906  df-seq 14041  df-exp 14101  df-fac 14313  df-bc 14342  df-hash 14370  df-shft 15107  df-cj 15153  df-re 15154  df-im 15155  df-sqrt 15289  df-abs 15290  df-limsup 15525  df-clim 15542  df-rlim 15543  df-sum 15741  df-ef 16124  df-sin 16126  df-cos 16127  df-pi 16129  df-struct 17210  df-sets 17227  df-slot 17245  df-ndx 17257  df-base 17273  df-ress 17294  df-plusg 17326  df-mulr 17327  df-starv 17328  df-sca 17329  df-vsca 17330  df-ip 17331  df-tset 17332  df-ple 17333  df-ds 17335  df-unif 17336  df-hom 17337  df-cco 17338  df-rest 17478  df-topn 17479  df-0g 17497  df-gsum 17498  df-topgen 17499  df-pt 17500  df-prds 17503  df-ordt 17558  df-xrs 17559  df-qtop 17564  df-imas 17565  df-xps 17567  df-mre 17641  df-mrc 17642  df-acs 17644  df-ps 18625  df-tsr 18626  df-plusf 18700  df-mgm 18701  df-sgrp 18780  df-mnd 18796  df-mhm 18844  df-submnd 18845  df-grp 19006  df-minusg 19007  df-sbg 19008  df-mulg 19137  df-subg 19192  df-cntz 19390  df-cmn 19855  df-abl 19856  df-mgp 20220  df-rng 20234  df-ur 20267  df-ring 20320  df-cring 20321  df-subrng 20634  df-subrg 20658  df-abv 20895  df-lmod 20966  df-scaf 20967  df-sra 21277  df-rgmod 21278  df-psmet 21497  df-xmet 21498  df-met 21499  df-bl 21500  df-mopn 21501  df-fbas 21502  df-fg 21503  df-cnfld 21506  df-top 23034  df-topon 23051  df-topsp 23073  df-bases 23086  df-cld 23159  df-ntr 23160  df-cls 23161  df-nei 23238  df-lp 23276  df-perf 23277  df-cn 23367  df-cnp 23368  df-haus 23455  df-tx 23702  df-hmeo 23895  df-fil 23986  df-fm 24078  df-flim 24079  df-flf 24080  df-tmd 24212  df-tgp 24213  df-tsms 24267  df-trg 24300  df-xms 24460  df-ms 24461  df-tms 24462  df-nm 24722  df-ngp 24723  df-nrg 24725  df-nlm 24726  df-ii 25019  df-cncf 25020  df-limc 26008  df-dv 26009  df-log 26701  df-esum 34388

This theorem is referenced by:  voliune  34589