Theorem esumle 34236

Description: If all of the terms of an extended sums compare, so do the sums. (Contributed by Thierry Arnoux, 8-Jun-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
esumadd.0	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
esumadd.1	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esumadd.2	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
esumle.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ≤ 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
esumle	⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐶)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝑉   𝜑,𝑘

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

Proof of Theorem esumle

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iccssxr 13358	. . . . 5 ⊢ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
2		esumadd.0	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
3		esumadd.1	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
4	3	ralrimiva 3130	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5		nfcv 2899	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘𝐴
6	5	esumcl 34208	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
7	2, 4, 6	syl2anc 585	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
8	1, 7	sselid 3933	. . . 4 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ ℝ*)
9		esumadd.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
10	1, 9	sselid 3933	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ*)
11	1, 3	sselid 3933	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
12	11	xnegcld 13227	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → -𝑒𝐵 ∈ ℝ*)
13	10, 12	xaddcld 13228	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*)
14		esumle.3	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ≤ 𝐶)
15		xsubge0 13188	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ↔ 𝐵 ≤ 𝐶))
16	10, 11, 15	syl2anc 585	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ↔ 𝐵 ≤ 𝐶))
17	14, 16	mpbird 257	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))
18		pnfge 13056	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)
19	13, 18	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)
20		0xr 11191	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ ℝ*
21		pnfxr 11198	. . . . . . . . 9 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
22		elicc1 13317	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
23	20, 21, 22	mp2an 693	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞))
24	13, 17, 19, 23	syl3anbrc 1345	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
25	24	ralrimiva 3130	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
26	5	esumcl 34208	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
27	2, 25, 26	syl2anc 585	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
28	1, 27	sselid 3933	. . . 4 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*)
29	20	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ*)
30	21	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
31		elicc4 13341	. . . . . . 7 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ (0 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
32	29, 30, 28, 31	syl3anc 1374	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ (0 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
33	27, 32	mpbid 232	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞))
34	33	simpld 494	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))
35		xraddge02 32848	. . . . 5 ⊢ ((Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (0 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))))
36	35	imp 406	. . . 4 ⊢ (((Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) ∧ 0 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)))
37	8, 28, 34, 36	syl21anc 838	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)))
38		xaddcom 13167	. . . 4 ⊢ ((Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) = (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵))
39	8, 28, 38	syl2anc 585	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) = (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵))
40	37, 39	breqtrd 5126	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵))
41	2, 24, 3	esumadd 34235	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵))
42		xrge0npcan 33113	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝐵 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝐵 ≤ 𝐶) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
43	9, 3, 14, 42	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
44	43	esumeq2dv 34216	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐶)
45	41, 44	eqtr3d 2774	. 2 ⊢ (𝜑 → (Σ*𝑘 ∈ 𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵) = Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐶)
46	40, 45	breqtrd 5126	1 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐶)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∀wral 3052   class class class wbr 5100  (class class class)co 7368  0cc0 11038  +∞cpnf 11175  ℝ^*cxr 11177   ≤ cle 11179  -_𝑒cxne 13035   +_𝑒 cxad 13036  [,]cicc 13276  Σ^*cesum 34205

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117  ax-mulf 11118

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-fi 9326  df-sup 9357  df-inf 9358  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12918  df-xneg 13038  df-xadd 13039  df-xmul 13040  df-ioo 13277  df-ioc 13278  df-ico 13279  df-icc 13280  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-fl 13724  df-mod 13802  df-seq 13937  df-exp 13997  df-fac 14209  df-bc 14238  df-hash 14266  df-shft 15002  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-sqrt 15170  df-abs 15171  df-limsup 15406  df-clim 15423  df-rlim 15424  df-sum 15622  df-ef 16002  df-sin 16004  df-cos 16005  df-pi 16007  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-rest 17354  df-topn 17355  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-topgen 17375  df-pt 17376  df-prds 17379  df-ordt 17434  df-xrs 17435  df-qtop 17440  df-imas 17441  df-xps 17443  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-ps 18501  df-tsr 18502  df-plusf 18576  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-mhm 18720  df-submnd 18721  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-mulg 19010  df-subg 19065  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-rng 20100  df-ur 20129  df-ring 20182  df-cring 20183  df-subrng 20491  df-subrg 20515  df-abv 20754  df-lmod 20825  df-scaf 20826  df-sra 21137  df-rgmod 21138  df-psmet 21313  df-xmet 21314  df-met 21315  df-bl 21316  df-mopn 21317  df-fbas 21318  df-fg 21319  df-cnfld 21322  df-top 22850  df-topon 22867  df-topsp 22889  df-bases 22902  df-cld 22975  df-ntr 22976  df-cls 22977  df-nei 23054  df-lp 23092  df-perf 23093  df-cn 23183  df-cnp 23184  df-haus 23271  df-tx 23518  df-hmeo 23711  df-fil 23802  df-fm 23894  df-flim 23895  df-flf 23896  df-tmd 24028  df-tgp 24029  df-tsms 24083  df-trg 24116  df-xms 24276  df-ms 24277  df-tms 24278  df-nm 24538  df-ngp 24539  df-nrg 24541  df-nlm 24542  df-ii 24838  df-cncf 24839  df-limc 25835  df-dv 25836  df-log 26533  df-esum 34206

This theorem is referenced by:  measiun  34396