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

Theorem esumlef 34063
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
esumaddf.0 𝑘𝜑
esumaddf.a 𝑘𝐴
esumaddf.1 (𝜑𝐴𝑉)
esumaddf.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esumaddf.3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
esumlef.3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵𝐶)
Assertion
Ref Expression
esumlef (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘𝐴𝐶)
Distinct variable group:   𝑘,𝑉
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)   𝐶(𝑘)

Proof of Theorem esumlef
StepHypRef Expression
1 iccssxr 13470 . . . . 5 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
2 esumaddf.1 . . . . . 6 (𝜑𝐴𝑉)
3 esumaddf.0 . . . . . . 7 𝑘𝜑
4 esumaddf.2 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
54ex 412 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
63, 5ralrimi 3257 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
7 esumaddf.a . . . . . . 7 𝑘𝐴
87esumcl 34031 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
92, 6, 8syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
101, 9sselid 3981 . . . 4 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ*)
11 esumaddf.3 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
121, 11sselid 3981 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ*)
131, 4sselid 3981 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
1413xnegcld 13342 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → -𝑒𝐵 ∈ ℝ*)
1512, 14xaddcld 13343 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*)
16 esumlef.3 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵𝐶)
17 xsubge0 13303 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ↔ 𝐵𝐶))
1812, 13, 17syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ↔ 𝐵𝐶))
1916, 18mpbird 257 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))
20 pnfge 13172 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)
2115, 20syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)
22 0xr 11308 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
23 pnfxr 11315 . . . . . . . . . 10 +∞ ∈ ℝ*
24 elicc1 13431 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
2522, 23, 24mp2an 692 . . . . . . . . 9 ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞))
2615, 19, 21, 25syl3anbrc 1344 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
2726ex 412 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘𝐴 → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞)))
283, 27ralrimi 3257 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
297esumcl 34031 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
302, 28, 29syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
311, 30sselid 3981 . . . 4 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*)
3222a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ∈ ℝ*)
3323a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
34 elicc4 13454 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
3532, 33, 31, 34syl3anc 1373 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
3630, 35mpbid 232 . . . . 5 (𝜑 → (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞))
3736simpld 494 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))
38 xraddge02 32760 . . . . 5 ((Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))))
3938imp 406 . . . 4 (((Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) ∧ 0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)))
4010, 31, 37, 39syl21anc 838 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)))
41 xaddcom 13282 . . . 4 ((Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) = (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
4210, 31, 41syl2anc 584 . . 3 (𝜑 → (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) = (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
4340, 42breqtrd 5169 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
443, 7, 2, 26, 4esumaddf 34062 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
45 xrge0npcan 33025 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝐵 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝐵𝐶) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
4611, 4, 16, 45syl3anc 1373 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
4746ex 412 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝐴 → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶))
483, 47ralrimi 3257 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
493, 48esumeq2d 34038 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = Σ*𝑘𝐴𝐶)
5044, 49eqtr3d 2779 . 2 (𝜑 → (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵) = Σ*𝑘𝐴𝐶)
5143, 50breqtrd 5169 1 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘𝐴𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wnf 1783  wcel 2108  wnfc 2890  wral 3061   class class class wbr 5143  (class class class)co 7431  0cc0 11155  +∞cpnf 11292  *cxr 11294  cle 11296  -𝑒cxne 13151   +𝑒 cxad 13152  [,]cicc 13390  Σ*cesum 34028
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-inf2 9681  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233  ax-addf 11234  ax-mulf 11235
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-er 8745  df-map 8868  df-pm 8869  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-fi 9451  df-sup 9482  df-inf 9483  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13154  df-xadd 13155  df-xmul 13156  df-ioo 13391  df-ioc 13392  df-ico 13393  df-icc 13394  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-fl 13832  df-mod 13910  df-seq 14043  df-exp 14103  df-fac 14313  df-bc 14342  df-hash 14370  df-shft 15106  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-limsup 15507  df-clim 15524  df-rlim 15525  df-sum 15723  df-ef 16103  df-sin 16105  df-cos 16106  df-pi 16108  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-hom 17321  df-cco 17322  df-rest 17467  df-topn 17468  df-0g 17486  df-gsum 17487  df-topgen 17488  df-pt 17489  df-prds 17492  df-ordt 17546  df-xrs 17547  df-qtop 17552  df-imas 17553  df-xps 17555  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-ps 18611  df-tsr 18612  df-plusf 18652  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-mhm 18796  df-submnd 18797  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-mulg 19086  df-subg 19141  df-cntz 19335  df-cmn 19800  df-abl 19801  df-mgp 20138  df-rng 20150  df-ur 20179  df-ring 20232  df-cring 20233  df-subrng 20546  df-subrg 20570  df-abv 20810  df-lmod 20860  df-scaf 20861  df-sra 21172  df-rgmod 21173  df-psmet 21356  df-xmet 21357  df-met 21358  df-bl 21359  df-mopn 21360  df-fbas 21361  df-fg 21362  df-cnfld 21365  df-top 22900  df-topon 22917  df-topsp 22939  df-bases 22953  df-cld 23027  df-ntr 23028  df-cls 23029  df-nei 23106  df-lp 23144  df-perf 23145  df-cn 23235  df-cnp 23236  df-haus 23323  df-tx 23570  df-hmeo 23763  df-fil 23854  df-fm 23946  df-flim 23947  df-flf 23948  df-tmd 24080  df-tgp 24081  df-tsms 24135  df-trg 24168  df-xms 24330  df-ms 24331  df-tms 24332  df-nm 24595  df-ngp 24596  df-nrg 24598  df-nlm 24599  df-ii 24903  df-cncf 24904  df-limc 25901  df-dv 25902  df-log 26598  df-esum 34029
This theorem is referenced by:  esumpinfval  34074  esumpinfsum  34078  esum2d  34094  omssubadd  34302
  Copyright terms: Public domain W3C validator