Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  esumgect Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem esumgect 31344
 Description: "Send 𝑛 to +∞ " in an inequality with an extended sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 24-May-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
esumsup.1 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esumsup.2 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
esumgect.1 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴𝐵)
Assertion
Ref Expression
esumgect (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴𝐵)
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.
StepHypRef Expression
1 esumsup.1 . . 3 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]+∞))
2 esumsup.2 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
31, 2esumsup 31343 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴 = sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ))
4 nfv 1911 . . . . . 6 𝑛𝜑
5 nfcv 2977 . . . . . . 7 𝑛𝑧
6 nfmpt1 5156 . . . . . . . 8 𝑛(𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
76nfrn 5818 . . . . . . 7 𝑛ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
85, 7nfel 2992 . . . . . 6 𝑛 𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
94, 8nfan 1896 . . . . 5 𝑛(𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴))
10 simpr 487 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
11 simplll 773 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝜑)
12 simplr 767 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝑛 ∈ ℕ)
13 esumgect.1 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴𝐵)
1411, 12, 13syl2anc 586 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴𝐵)
1510, 14eqbrtrd 5080 . . . . 5 ((((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → 𝑧𝐵)
16 eqid 2821 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
17 esumex 31283 . . . . . . . 8 Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ V
1816, 17elrnmpti 5826 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
1918biimpi 218 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
2019adantl 484 . . . . 5 ((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 = Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)
219, 15, 20r19.29af 3331 . . . 4 ((𝜑𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)) → 𝑧𝐵)
2221ralrimiva 3182 . . 3 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)𝑧𝐵)
23 ovexd 7185 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ∈ V)
24 simpll 765 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑛)) → 𝜑)
25 fz1ssnn 12932 . . . . . . . . . . . 12 (1...𝑛) ⊆ ℕ
2625a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (1...𝑛) ⊆ ℕ)
2726sselda 3966 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑛)) → 𝑘 ∈ ℕ)
2824, 27, 2syl2anc 586 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 ∈ (1...𝑛)) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
2928ralrimiva 3182 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ∀𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
30 nfcv 2977 . . . . . . . . 9 𝑘(1...𝑛)
3130esumcl 31284 . . . . . . . 8 (((1...𝑛) ∈ V ∧ ∀𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
3223, 29, 31syl2anc 586 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
3332ralrimiva 3182 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ℕ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞))
3416rnmptss 6880 . . . . . 6 (∀𝑛 ∈ ℕ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴 ∈ (0[,]+∞) → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ (0[,]+∞))
3533, 34syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ (0[,]+∞))
36 iccssxr 12813 . . . . 5 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
3735, 36sstrdi 3978 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴) ⊆ ℝ*)
3836, 1sseldi 3964 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
39 supxrleub 12713 . . . 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)𝑧𝐵))
4037, 38, 39syl2anc 586 . . 3 (𝜑 → (sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ) ≤ 𝐵 ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴)𝑧𝐵))
4122, 40mpbird 259 . 2 (𝜑 → sup(ran (𝑛 ∈ ℕ ↦ Σ*𝑘 ∈ (1...𝑛)𝐴), ℝ*, < ) ≤ 𝐵)
423, 41eqbrtrd 5080 1 (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ ℕ𝐴𝐵)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1533   ∈ wcel 2110  ∀wral 3138  ∃wrex 3139  Vcvv 3494   ⊆ wss 3935   class class class wbr 5058   ↦ cmpt 5138  ran crn 5550  (class class class)co 7150  supcsup 8898  0cc0 10531  1c1 10532  +∞cpnf 10666  ℝ*cxr 10668   < clt 10669   ≤ cle 10670  ℕcn 11632  [,]cicc 12735  ...cfz 12886  Σ*cesum 31281 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2173  ax-ext 2793  ax-rep 5182  ax-sep 5195  ax-nul 5202  ax-pow 5258  ax-pr 5321  ax-un 7455  ax-inf2 9098  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608  ax-pre-sup 10609  ax-addf 10610  ax-mulf 10611 This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4467  df-pw 4540  df-sn 4561  df-pr 4563  df-tp 4565  df-op 4567  df-uni 4832  df-int 4869  df-iun 4913  df-iin 4914  df-br 5059  df-opab 5121  df-mpt 5139  df-tr 5165  df-id 5454  df-eprel 5459  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5508  df-se 5509  df-we 5510  df-xp 5555  df-rel 5556  df-cnv 5557  df-co 5558  df-dm 5559  df-rn 5560  df-res 5561  df-ima 5562  df-pred 6142  df-ord 6188  df-on 6189  df-lim 6190  df-suc 6191  df-iota 6308  df-fun 6351  df-fn 6352  df-f 6353  df-f1 6354  df-fo 6355  df-f1o 6356  df-fv 6357  df-isom 6358  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-of 7403  df-om 7575  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-supp 7825  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-2o 8097  df-oadd 8100  df-er 8283  df-map 8402  df-pm 8403  df-ixp 8456  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-fsupp 8828  df-fi 8869  df-sup 8900  df-inf 8901  df-oi 8968  df-card 9362  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-div 11292  df-nn 11633  df-2 11694  df-3 11695  df-4 11696  df-5 11697  df-6 11698  df-7 11699  df-8 11700  df-9 11701  df-n0 11892  df-z 11976  df-dec 12093  df-uz 12238  df-q 12343  df-rp 12384  df-xneg 12501  df-xadd 12502  df-xmul 12503  df-ioo 12736  df-ioc 12737  df-ico 12738  df-icc 12739  df-fz 12887  df-fzo 13028  df-fl 13156  df-mod 13232  df-seq 13364  df-exp 13424  df-fac 13628  df-bc 13657  df-hash 13685  df-shft 14420  df-cj 14452  df-re 14453  df-im 14454  df-sqrt 14588  df-abs 14589  df-limsup 14822  df-clim 14839  df-rlim 14840  df-sum 15037  df-ef 15415  df-sin 15417  df-cos 15418  df-pi 15420  df-struct 16479  df-ndx 16480  df-slot 16481  df-base 16483  df-sets 16484  df-ress 16485  df-plusg 16572  df-mulr 16573  df-starv 16574  df-sca 16575  df-vsca 16576  df-ip 16577  df-tset 16578  df-ple 16579  df-ds 16581  df-unif 16582  df-hom 16583  df-cco 16584  df-rest 16690  df-topn 16691  df-0g 16709  df-gsum 16710  df-topgen 16711  df-pt 16712  df-prds 16715  df-ordt 16768  df-xrs 16769  df-qtop 16774  df-imas 16775  df-xps 16777  df-mre 16851  df-mrc 16852  df-acs 16854  df-ps 17804  df-tsr 17805  df-plusf 17845  df-mgm 17846  df-sgrp 17895  df-mnd 17906  df-mhm 17950  df-submnd 17951  df-grp 18100  df-minusg 18101  df-sbg 18102  df-mulg 18219  df-subg 18270  df-cntz 18441  df-cmn 18902  df-abl 18903  df-mgp 19234  df-ur 19246  df-ring 19293  df-cring 19294  df-subrg 19527  df-abv 19582  df-lmod 19630  df-scaf 19631  df-sra 19938  df-rgmod 19939  df-psmet 20531  df-xmet 20532  df-met 20533  df-bl 20534  df-mopn 20535  df-fbas 20536  df-fg 20537  df-cnfld 20540  df-top 21496  df-topon 21513  df-topsp 21535  df-bases 21548  df-cld 21621  df-ntr 21622  df-cls 21623  df-nei 21700  df-lp 21738  df-perf 21739  df-cn 21829  df-cnp 21830  df-haus 21917  df-tx 22164  df-hmeo 22357  df-fil 22448  df-fm 22540  df-flim 22541  df-flf 22542  df-tmd 22674  df-tgp 22675  df-tsms 22729  df-trg 22762  df-xms 22924  df-ms 22925  df-tms 22926  df-nm 23186  df-ngp 23187  df-nrg 23189  df-nlm 23190  df-ii 23479  df-cncf 23480  df-limc 24458  df-dv 24459  df-log 25134  df-esum 31282 This theorem is referenced by:  carsggect  31571  carsgclctunlem2  31572
 Copyright terms: Public domain W3C validator