Theorem esumgect 34427

Description: "Send 𝑛 to +∞ " in an inequality with an extended sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 24-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
esumsup.1	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esumsup.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
esumgect.1	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ≤ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
esumgect	⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 ≤ 𝐵)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝐵,𝑛   𝑘,𝑛,𝜑

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem esumgect

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		esumsup.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
2		esumsup.2	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
3	1, 2	esumsup 34426	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ))
4		nfv 1941	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛𝜑
5		nfcv 2931	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑛𝑧
6		nfmpt1 5214	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
7	6	nfrn 5945	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑛ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
8	5, 7	nfel 2945	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑛 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
9	4, 8	nfan 1926	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑛(𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴))
10		simpr 489	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
11		simplll 786	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝜑)
12		simplr 780	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝑛 ∈ ℕ)
13		esumgect.1	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ≤ 𝐵)
14	11, 12, 13	syl2anc 595	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ≤ 𝐵)
15	10, 14	eqbrtrd 5137	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝑧 ≤ 𝐵)
16		eqid 2769	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
17		esumex 34366	. . . . . . 7 ⊢ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ V
18	16, 17	elrnmpti 5955	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
19	18	bilani 509	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
20	9, 15, 19	r19.29af 3280	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) → 𝑧 ≤ 𝐵)
21	20	ralrimiva 3163	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)𝑧 ≤ 𝐵)
22		ovexd 7448	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ∈ V)
23		simpll 778	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑛)) → 𝜑)
24		fz1ssnn 13585	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1...𝑛) ⊆ ℕ
25	24	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ⊆ ℕ)
26	25	sselda 3945	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑛)) → 𝑘 ∈ ℕ)
27	23, 26, 2	syl2anc 595	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑛)) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
28	27	ralrimiva 3163	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∀𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
29		nfcv 2931	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑘(1...𝑛)
30	29	esumcl 34367	. . . . . . . 8 ⊢ (((1...𝑛) ∈ V ∧ ∀𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
31	22, 28, 30	syl2anc 595	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
32	31	ralrimiva 3163	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
33	16	rnmptss 7121	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑛 ∈ ℕ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ (0[,]+∞))
34	32, 33	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ (0[,]+∞))
35		iccssxr 13459	. . . . 5 ⊢ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
36	34, 35	sstrdi 3957	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ ℝ*)
37	35, 1	sselid 3943	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
38		supxrleub 13354	. . . 4 ⊢ ((ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ) ≤ 𝐵 ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)𝑧 ≤ 𝐵))
39	36, 37, 38	syl2anc 595	. . 3 ⊢ (𝜑 → (sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ) ≤ 𝐵 ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)𝑧 ≤ 𝐵))
40	21, 39	mpbird 260	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ) ≤ 𝐵)
41	3, 40	eqbrtrd 5137	1 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 ≤ 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1567   ∈ wcel 2149  ∀wral 3085  ∃wrex 3095  Vcvv 3463   ⊆ wss 3913   class class class wbr 5113   ↦ cmpt 5196  ran crn 5665  (class class class)co 7413  supcsup 9402  0cc0 11102  1c1 11103  +∞cpnf 11242  ℝ^*cxr 11244   < clt 11245   ≤ cle 11246  ℕcn 12235  [,]cicc 13377  ...cfz 13537  Σ^*cesum 34364

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5273  ax-pow 5339  ax-pr 5407  ax-un 7735  ax-inf2 9612  ax-cnex 11158  ax-resscn 11159  ax-1cn 11160  ax-icn 11161  ax-addcl 11162  ax-addrcl 11163  ax-mulcl 11164  ax-mulrcl 11165  ax-mulcom 11166  ax-addass 11167  ax-mulass 11168  ax-distr 11169  ax-i2m1 11170  ax-1ne0 11171  ax-1rid 11172  ax-rnegex 11173  ax-rrecex 11174  ax-cnre 11175  ax-pre-lttri 11176  ax-pre-lttrn 11177  ax-pre-ltadd 11178  ax-pre-mulgt0 11179  ax-pre-sup 11180  ax-addf 11181  ax-mulf 11182

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  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 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5559  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-se 5618  df-we 5619  df-xp 5670  df-rel 5671  df-cnv 5672  df-co 5673  df-dm 5674  df-rn 5675  df-res 5676  df-ima 5677  df-pred 6305  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6495  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-isom 6548  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7677  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-2o 8456  df-er 8696  df-map 8828  df-pm 8829  df-ixp 8898  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-fsupp 9324  df-fi 9373  df-sup 9404  df-inf 9405  df-oi 9474  df-card 9927  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11874  df-nn 12236  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12507  df-z 12594  df-dec 12714  df-uz 12865  df-q 12975  df-rp 13019  df-xneg 13139  df-xadd 13140  df-xmul 13141  df-ioo 13378  df-ioc 13379  df-ico 13380  df-icc 13381  df-fz 13538  df-fzo 13685  df-fl 13827  df-mod 13905  df-seq 14040  df-exp 14100  df-fac 14312  df-bc 14341  df-hash 14369  df-shft 15106  df-cj 15152  df-re 15153  df-im 15154  df-sqrt 15288  df-abs 15289  df-limsup 15524  df-clim 15541  df-rlim 15542  df-sum 15740  df-ef 16123  df-sin 16125  df-cos 16126  df-pi 16128  df-struct 17209  df-sets 17226  df-slot 17244  df-ndx 17256  df-base 17272  df-ress 17293  df-plusg 17325  df-mulr 17326  df-starv 17327  df-sca 17328  df-vsca 17329  df-ip 17330  df-tset 17331  df-ple 17332  df-ds 17334  df-unif 17335  df-hom 17336  df-cco 17337  df-rest 17477  df-topn 17478  df-0g 17496  df-gsum 17497  df-topgen 17498  df-pt 17499  df-prds 17502  df-ordt 17557  df-xrs 17558  df-qtop 17563  df-imas 17564  df-xps 17566  df-mre 17640  df-mrc 17641  df-acs 17643  df-ps 18624  df-tsr 18625  df-plusf 18699  df-mgm 18700  df-sgrp 18779  df-mnd 18795  df-mhm 18843  df-submnd 18844  df-grp 19005  df-minusg 19006  df-sbg 19007  df-mulg 19136  df-subg 19191  df-cntz 19389  df-cmn 19854  df-abl 19855  df-mgp 20219  df-rng 20233  df-ur 20266  df-ring 20319  df-cring 20320  df-subrng 20633  df-subrg 20657  df-abv 20892  df-lmod 20963  df-scaf 20964  df-sra 21274  df-rgmod 21275  df-psmet 21485  df-xmet 21486  df-met 21487  df-bl 21488  df-mopn 21489  df-fbas 21490  df-fg 21491  df-cnfld 21494  df-top 23022  df-topon 23039  df-topsp 23061  df-bases 23074  df-cld 23147  df-ntr 23148  df-cls 23149  df-nei 23226  df-lp 23264  df-perf 23265  df-cn 23355  df-cnp 23356  df-haus 23443  df-tx 23690  df-hmeo 23883  df-fil 23974  df-fm 24066  df-flim 24067  df-flf 24068  df-tmd 24200  df-tgp 24201  df-tsms 24255  df-trg 24288  df-xms 24448  df-ms 24449  df-tms 24450  df-nm 24710  df-ngp 24711  df-nrg 24713  df-nlm 24714  df-ii 25007  df-cncf 25008  df-limc 25996  df-dv 25997  df-log 26689  df-esum 34365

This theorem is referenced by:  carsggect  34655  carsgclctunlem2  34656