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

Theorem esumpinfval 33059
Description: The value of the extended sum of nonnegative terms, with at least one infinite term. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
esumpinfval.0 โ„ฒ๐‘˜๐œ‘
esumpinfval.1 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‰)
esumpinfval.2 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž))
esumpinfval.3 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = +โˆž)
Assertion
Ref Expression
esumpinfval (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต = +โˆž)
Distinct variable groups:   ๐ด,๐‘˜   ๐‘˜,๐‘‰
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘˜)   ๐ต(๐‘˜)

Proof of Theorem esumpinfval
StepHypRef Expression
1 iccssxr 13403 . . 3 (0[,]+โˆž) โŠ† โ„*
2 esumpinfval.1 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‰)
3 esumpinfval.0 . . . . 5 โ„ฒ๐‘˜๐œ‘
4 esumpinfval.2 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž))
54ex 413 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†’ ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž)))
63, 5ralrimi 3254 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž))
7 nfcv 2903 . . . . 5 โ„ฒ๐‘˜๐ด
87esumcl 33016 . . . 4 ((๐ด โˆˆ ๐‘‰ โˆง โˆ€๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž)) โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž))
92, 6, 8syl2anc 584 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž))
101, 9sselid 3979 . 2 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โˆˆ โ„*)
11 nfrab1 3451 . . . . 5 โ„ฒ๐‘˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}
12 ssrab2 4076 . . . . . 6 {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โŠ† ๐ด
1312a1i 11 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โŠ† ๐ด)
14 0xr 11257 . . . . . . . 8 0 โˆˆ โ„*
15 pnfxr 11264 . . . . . . . 8 +โˆž โˆˆ โ„*
16 0lepnf 13108 . . . . . . . 8 0 โ‰ค +โˆž
17 ubicc2 13438 . . . . . . . 8 ((0 โˆˆ โ„* โˆง +โˆž โˆˆ โ„* โˆง 0 โ‰ค +โˆž) โ†’ +โˆž โˆˆ (0[,]+โˆž))
1814, 15, 16, 17mp3an 1461 . . . . . . 7 +โˆž โˆˆ (0[,]+โˆž)
1918a1i 11 . . . . . 6 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โˆง ๐ต = +โˆž) โ†’ +โˆž โˆˆ (0[,]+โˆž))
20 0e0iccpnf 13432 . . . . . . 7 0 โˆˆ (0[,]+โˆž)
2120a1i 11 . . . . . 6 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โˆง ยฌ ๐ต = +โˆž) โ†’ 0 โˆˆ (0[,]+โˆž))
2219, 21ifclda 4562 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โˆˆ (0[,]+โˆž))
23 eldif 3957 . . . . . . . 8 (๐‘˜ โˆˆ (๐ด โˆ– {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โ†” (๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆง ยฌ ๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}))
24 rabid 3452 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โ†” (๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆง ๐ต = +โˆž))
2524simplbi2 501 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†’ (๐ต = +โˆž โ†’ ๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}))
2625con3dimp 409 . . . . . . . 8 ((๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆง ยฌ ๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โ†’ ยฌ ๐ต = +โˆž)
2723, 26sylbi 216 . . . . . . 7 (๐‘˜ โˆˆ (๐ด โˆ– {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โ†’ ยฌ ๐ต = +โˆž)
2827adantl 482 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐ด โˆ– {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž})) โ†’ ยฌ ๐ต = +โˆž)
2928iffalsed 4538 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ (๐ด โˆ– {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž})) โ†’ if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = 0)
303, 11, 7, 13, 2, 22, 29esumss 33058 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ดif(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0))
31 eqidd 2733 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} = {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž})
3224simprbi 497 . . . . . . . 8 (๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โ†’ ๐ต = +โˆž)
3332iftrued 4535 . . . . . . 7 (๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โ†’ if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = +โˆž)
3433adantl 482 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โ†’ if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = +โˆž)
353, 31, 34esumeq12dvaf 33017 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}+โˆž)
362, 13ssexd 5323 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โˆˆ V)
37 nfcv 2903 . . . . . . 7 โ„ฒ๐‘˜+โˆž
3811, 37esumcst 33049 . . . . . 6 (({๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โˆˆ V โˆง +โˆž โˆˆ (0[,]+โˆž)) โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}+โˆž = ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) ยทe +โˆž))
3936, 18, 38sylancl 586 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}+โˆž = ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) ยทe +โˆž))
40 hashxrcl 14313 . . . . . . 7 ({๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โˆˆ V โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โˆˆ โ„*)
4136, 40syl 17 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โˆˆ โ„*)
42 esumpinfval.3 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = +โˆž)
43 rabn0 4384 . . . . . . . 8 ({๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โ‰  โˆ… โ†” โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ต = +โˆž)
4442, 43sylibr 233 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โ‰  โˆ…)
45 hashgt0 14344 . . . . . . 7 (({๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โˆˆ V โˆง {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž} โ‰  โˆ…) โ†’ 0 < (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}))
4636, 44, 45syl2anc 584 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ 0 < (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}))
47 xmulpnf1 13249 . . . . . 6 (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) โˆˆ โ„* โˆง 0 < (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž})) โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) ยทe +โˆž) = +โˆž)
4841, 46, 47syl2anc 584 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}) ยทe +โˆž) = +โˆž)
4935, 39, 483eqtrd 2776 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ {๐‘˜ โˆˆ ๐ด โˆฃ ๐ต = +โˆž}if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = +โˆž)
5030, 49eqtr3d 2774 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ดif(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) = +โˆž)
51 breq1 5150 . . . . 5 (+โˆž = if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โ†’ (+โˆž โ‰ค ๐ต โ†” if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โ‰ค ๐ต))
52 breq1 5150 . . . . 5 (0 = if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โ†’ (0 โ‰ค ๐ต โ†” if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โ‰ค ๐ต))
53 pnfge 13106 . . . . . . . 8 (+โˆž โˆˆ โ„* โ†’ +โˆž โ‰ค +โˆž)
5415, 53ax-mp 5 . . . . . . 7 +โˆž โ‰ค +โˆž
55 breq2 5151 . . . . . . 7 (๐ต = +โˆž โ†’ (+โˆž โ‰ค ๐ต โ†” +โˆž โ‰ค +โˆž))
5654, 55mpbiri 257 . . . . . 6 (๐ต = +โˆž โ†’ +โˆž โ‰ค ๐ต)
5756adantl 482 . . . . 5 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โˆง ๐ต = +โˆž) โ†’ +โˆž โ‰ค ๐ต)
584adantr 481 . . . . . 6 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โˆง ยฌ ๐ต = +โˆž) โ†’ ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž))
59 iccgelb 13376 . . . . . . 7 ((0 โˆˆ โ„* โˆง +โˆž โˆˆ โ„* โˆง ๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž)) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต)
6014, 15, 59mp3an12 1451 . . . . . 6 (๐ต โˆˆ (0[,]+โˆž) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต)
6158, 60syl 17 . . . . 5 (((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โˆง ยฌ ๐ต = +โˆž) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต)
6251, 52, 57, 61ifbothda 4565 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ด) โ†’ if(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โ‰ค ๐ต)
633, 7, 2, 22, 4, 62esumlef 33048 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ดif(๐ต = +โˆž, +โˆž, 0) โ‰ค ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต)
6450, 63eqbrtrrd 5171 . 2 (๐œ‘ โ†’ +โˆž โ‰ค ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต)
65 xgepnf 13140 . . 3 (ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โˆˆ โ„* โ†’ (+โˆž โ‰ค ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โ†” ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต = +โˆž))
6665biimpd 228 . 2 (ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โˆˆ โ„* โ†’ (+โˆž โ‰ค ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต = +โˆž))
6710, 64, 66sylc 65 1 (๐œ‘ โ†’ ฮฃ*๐‘˜ โˆˆ ๐ด๐ต = +โˆž)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   = wceq 1541  โ„ฒwnf 1785   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940  โˆ€wral 3061  โˆƒwrex 3070  {crab 3432  Vcvv 3474   โˆ– cdif 3944   โŠ† wss 3947  โˆ…c0 4321  ifcif 4527   class class class wbr 5147  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  0cc0 11106  +โˆžcpnf 11241  โ„*cxr 11243   < clt 11244   โ‰ค cle 11245   ยทe cxmu 13087  [,]cicc 13323  โ™ฏchash 14286  ฮฃ*cesum 33013
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-ef 16007  df-sin 16009  df-cos 16010  df-pi 16012  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-ordt 17443  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-ps 18515  df-tsr 18516  df-plusf 18556  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-submnd 18668  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-mulg 18945  df-subg 18997  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-abl 19645  df-mgp 19982  df-ur 19999  df-ring 20051  df-cring 20052  df-subrg 20353  df-abv 20417  df-lmod 20465  df-scaf 20466  df-sra 20777  df-rgmod 20778  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-tmd 23567  df-tgp 23568  df-tsms 23622  df-trg 23655  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-nm 24082  df-ngp 24083  df-nrg 24085  df-nlm 24086  df-ii 24384  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375  df-log 26056  df-esum 33014
This theorem is referenced by:  hasheuni  33071  esumcvg  33072  esumcvgre  33077  voliune  33215  volfiniune  33216
  Copyright terms: Public domain W3C validator