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

Theorem esumpinfsum 30986
Description: The value of the extended sum of infinitely many terms greater than one. (Contributed by Thierry Arnoux, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
esumpinfsum.p 𝑘𝜑
esumpinfsum.a 𝑘𝐴
esumpinfsum.1 (𝜑𝐴𝑉)
esumpinfsum.2 (𝜑 → ¬ 𝐴 ∈ Fin)
esumpinfsum.3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esumpinfsum.4 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑀𝐵)
esumpinfsum.5 (𝜑𝑀 ∈ ℝ*)
esumpinfsum.6 (𝜑 → 0 < 𝑀)
Assertion
Ref Expression
esumpinfsum (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 = +∞)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑉   𝑘,𝑀
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem esumpinfsum
StepHypRef Expression
1 iccssxr 12635 . . 3 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
2 esumpinfsum.1 . . . 4 (𝜑𝐴𝑉)
3 esumpinfsum.p . . . . 5 𝑘𝜑
4 esumpinfsum.3 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
54ex 405 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
63, 5ralrimi 3166 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
7 esumpinfsum.a . . . . 5 𝑘𝐴
87esumcl 30939 . . . 4 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
92, 6, 8syl2anc 576 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
101, 9sseldi 3856 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ*)
11 esumpinfsum.5 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℝ*)
12 esumpinfsum.6 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < 𝑀)
13 0xr 10487 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ*
14 xrltle 12359 . . . . . . . 8 ((0 ∈ ℝ*𝑀 ∈ ℝ*) → (0 < 𝑀 → 0 ≤ 𝑀))
1513, 11, 14sylancr 578 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 < 𝑀 → 0 ≤ 𝑀))
1612, 15mpd 15 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ≤ 𝑀)
17 pnfge 12342 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℝ*𝑀 ≤ +∞)
1811, 17syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ≤ +∞)
19 pnfxr 10494 . . . . . . 7 +∞ ∈ ℝ*
20 elicc1 12598 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → (𝑀 ∈ (0[,]+∞) ↔ (𝑀 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝑀𝑀 ≤ +∞)))
2113, 19, 20mp2an 679 . . . . . 6 (𝑀 ∈ (0[,]+∞) ↔ (𝑀 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝑀𝑀 ≤ +∞))
2211, 16, 18, 21syl3anbrc 1323 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ (0[,]+∞))
23 nfcv 2932 . . . . . 6 𝑘𝑀
247, 23esumcst 30972 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑀 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘𝐴𝑀 = ((♯‘𝐴) ·e 𝑀))
252, 22, 24syl2anc 576 . . . 4 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝑀 = ((♯‘𝐴) ·e 𝑀))
26 esumpinfsum.2 . . . . . 6 (𝜑 → ¬ 𝐴 ∈ Fin)
27 hashinf 13510 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (♯‘𝐴) = +∞)
282, 26, 27syl2anc 576 . . . . 5 (𝜑 → (♯‘𝐴) = +∞)
2928oveq1d 6991 . . . 4 (𝜑 → ((♯‘𝐴) ·e 𝑀) = (+∞ ·e 𝑀))
30 xmulpnf2 12484 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℝ* ∧ 0 < 𝑀) → (+∞ ·e 𝑀) = +∞)
3111, 12, 30syl2anc 576 . . . 4 (𝜑 → (+∞ ·e 𝑀) = +∞)
3225, 29, 313eqtrd 2818 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝑀 = +∞)
3322adantr 473 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑀 ∈ (0[,]+∞))
34 esumpinfsum.4 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑀𝐵)
353, 7, 2, 33, 4, 34esumlef 30971 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝑀 ≤ Σ*𝑘𝐴𝐵)
3632, 35eqbrtrrd 4953 . 2 (𝜑 → +∞ ≤ Σ*𝑘𝐴𝐵)
37 xgepnf 12375 . . 3 *𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* → (+∞ ≤ Σ*𝑘𝐴𝐵 ↔ Σ*𝑘𝐴𝐵 = +∞))
3837biimpd 221 . 2 *𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* → (+∞ ≤ Σ*𝑘𝐴𝐵 → Σ*𝑘𝐴𝐵 = +∞))
3910, 36, 38sylc 65 1 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 = +∞)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 198  wa 387  w3a 1068   = wceq 1507  wnf 1746  wcel 2050  wnfc 2916  wral 3088   class class class wbr 4929  cfv 6188  (class class class)co 6976  Fincfn 8306  0cc0 10335  +∞cpnf 10471  *cxr 10473   < clt 10474  cle 10475   ·e cxmu 12323  [,]cicc 12557  chash 13505  Σ*cesum 30936
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1965  ax-8 2052  ax-9 2059  ax-10 2079  ax-11 2093  ax-12 2106  ax-13 2301  ax-ext 2750  ax-rep 5049  ax-sep 5060  ax-nul 5067  ax-pow 5119  ax-pr 5186  ax-un 7279  ax-inf2 8898  ax-cnex 10391  ax-resscn 10392  ax-1cn 10393  ax-icn 10394  ax-addcl 10395  ax-addrcl 10396  ax-mulcl 10397  ax-mulrcl 10398  ax-mulcom 10399  ax-addass 10400  ax-mulass 10401  ax-distr 10402  ax-i2m1 10403  ax-1ne0 10404  ax-1rid 10405  ax-rnegex 10406  ax-rrecex 10407  ax-cnre 10408  ax-pre-lttri 10409  ax-pre-lttrn 10410  ax-pre-ltadd 10411  ax-pre-mulgt0 10412  ax-pre-sup 10413  ax-addf 10414  ax-mulf 10415
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3or 1069  df-3an 1070  df-tru 1510  df-fal 1520  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2016  df-mo 2547  df-eu 2584  df-clab 2759  df-cleq 2771  df-clel 2846  df-nfc 2918  df-ne 2968  df-nel 3074  df-ral 3093  df-rex 3094  df-reu 3095  df-rmo 3096  df-rab 3097  df-v 3417  df-sbc 3682  df-csb 3787  df-dif 3832  df-un 3834  df-in 3836  df-ss 3843  df-pss 3845  df-nul 4179  df-if 4351  df-pw 4424  df-sn 4442  df-pr 4444  df-tp 4446  df-op 4448  df-uni 4713  df-int 4750  df-iun 4794  df-iin 4795  df-br 4930  df-opab 4992  df-mpt 5009  df-tr 5031  df-id 5312  df-eprel 5317  df-po 5326  df-so 5327  df-fr 5366  df-se 5367  df-we 5368  df-xp 5413  df-rel 5414  df-cnv 5415  df-co 5416  df-dm 5417  df-rn 5418  df-res 5419  df-ima 5420  df-pred 5986  df-ord 6032  df-on 6033  df-lim 6034  df-suc 6035  df-iota 6152  df-fun 6190  df-fn 6191  df-f 6192  df-f1 6193  df-fo 6194  df-f1o 6195  df-fv 6196  df-isom 6197  df-riota 6937  df-ov 6979  df-oprab 6980  df-mpo 6981  df-of 7227  df-om 7397  df-1st 7501  df-2nd 7502  df-supp 7634  df-wrecs 7750  df-recs 7812  df-rdg 7850  df-1o 7905  df-2o 7906  df-oadd 7909  df-er 8089  df-map 8208  df-pm 8209  df-ixp 8260  df-en 8307  df-dom 8308  df-sdom 8309  df-fin 8310  df-fsupp 8629  df-fi 8670  df-sup 8701  df-inf 8702  df-oi 8769  df-card 9162  df-cda 9388  df-pnf 10476  df-mnf 10477  df-xr 10478  df-ltxr 10479  df-le 10480  df-sub 10672  df-neg 10673  df-div 11099  df-nn 11440  df-2 11503  df-3 11504  df-4 11505  df-5 11506  df-6 11507  df-7 11508  df-8 11509  df-9 11510  df-n0 11708  df-xnn0 11780  df-z 11794  df-dec 11912  df-uz 12059  df-q 12163  df-rp 12205  df-xneg 12324  df-xadd 12325  df-xmul 12326  df-ioo 12558  df-ioc 12559  df-ico 12560  df-icc 12561  df-fz 12709  df-fzo 12850  df-fl 12977  df-mod 13053  df-seq 13185  df-exp 13245  df-fac 13449  df-bc 13478  df-hash 13506  df-shft 14287  df-cj 14319  df-re 14320  df-im 14321  df-sqrt 14455  df-abs 14456  df-limsup 14689  df-clim 14706  df-rlim 14707  df-sum 14904  df-ef 15281  df-sin 15283  df-cos 15284  df-pi 15286  df-struct 16341  df-ndx 16342  df-slot 16343  df-base 16345  df-sets 16346  df-ress 16347  df-plusg 16434  df-mulr 16435  df-starv 16436  df-sca 16437  df-vsca 16438  df-ip 16439  df-tset 16440  df-ple 16441  df-ds 16443  df-unif 16444  df-hom 16445  df-cco 16446  df-rest 16552  df-topn 16553  df-0g 16571  df-gsum 16572  df-topgen 16573  df-pt 16574  df-prds 16577  df-ordt 16630  df-xrs 16631  df-qtop 16636  df-imas 16637  df-xps 16639  df-mre 16715  df-mrc 16716  df-acs 16718  df-ps 17668  df-tsr 17669  df-plusf 17709  df-mgm 17710  df-sgrp 17752  df-mnd 17763  df-mhm 17803  df-submnd 17804  df-grp 17894  df-minusg 17895  df-sbg 17896  df-mulg 18012  df-subg 18060  df-cntz 18218  df-cmn 18668  df-abl 18669  df-mgp 18963  df-ur 18975  df-ring 19022  df-cring 19023  df-subrg 19256  df-abv 19310  df-lmod 19358  df-scaf 19359  df-sra 19666  df-rgmod 19667  df-psmet 20239  df-xmet 20240  df-met 20241  df-bl 20242  df-mopn 20243  df-fbas 20244  df-fg 20245  df-cnfld 20248  df-top 21206  df-topon 21223  df-topsp 21245  df-bases 21258  df-cld 21331  df-ntr 21332  df-cls 21333  df-nei 21410  df-lp 21448  df-perf 21449  df-cn 21539  df-cnp 21540  df-haus 21627  df-tx 21874  df-hmeo 22067  df-fil 22158  df-fm 22250  df-flim 22251  df-flf 22252  df-tmd 22384  df-tgp 22385  df-tsms 22438  df-trg 22471  df-xms 22633  df-ms 22634  df-tms 22635  df-nm 22895  df-ngp 22896  df-nrg 22898  df-nlm 22899  df-ii 23188  df-cncf 23189  df-limc 24167  df-dv 24168  df-log 24841  df-esum 30937
This theorem is referenced by:  hasheuni  30994
  Copyright terms: Public domain W3C validator