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

Theorem esumsnf 31383
 Description: The extended sum of a singleton is the term. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Jan-2017.) (Revised by Thierry Arnoux, 2-May-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
esumsnf.0 𝑘𝐵
esumsnf.1 ((𝜑𝑘 = 𝑀) → 𝐴 = 𝐵)
esumsnf.2 (𝜑𝑀𝑉)
esumsnf.3 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]+∞))
Assertion
Ref Expression
esumsnf (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 = 𝐵)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)   𝑉(𝑘)

Proof of Theorem esumsnf
Dummy variables 𝑥 𝑙 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-esum 31347 . . 3 Σ*𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) tsums (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴))
21a1i 11 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) tsums (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴)))
3 eqid 2824 . . . 4 (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) = (ℝ*𝑠s (0[,]+∞))
4 snfi 8590 . . . . 5 {𝑀} ∈ Fin
54a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {𝑀} ∈ Fin)
6 elsni 4567 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ {𝑀} → 𝑘 = 𝑀)
7 esumsnf.1 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 = 𝑀) → 𝐴 = 𝐵)
86, 7sylan2 595 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ {𝑀}) → 𝐴 = 𝐵)
98mpteq2dva 5147 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) = (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐵))
10 esumsnf.2 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀𝑉)
11 esumsnf.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]+∞))
12 fmptsn 6920 . . . . . . . . 9 ((𝑀𝑉𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → {⟨𝑀, 𝐵⟩} = (𝑙 ∈ {𝑀} ↦ 𝐵))
13 nfcv 2982 . . . . . . . . . 10 𝑙𝐵
14 esumsnf.0 . . . . . . . . . 10 𝑘𝐵
15 eqidd 2825 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑙𝐵 = 𝐵)
1613, 14, 15cbvmpt 5153 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐵) = (𝑙 ∈ {𝑀} ↦ 𝐵)
1712, 16syl6eqr 2877 . . . . . . . 8 ((𝑀𝑉𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → {⟨𝑀, 𝐵⟩} = (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐵))
1810, 11, 17syl2anc 587 . . . . . . 7 (𝜑 → {⟨𝑀, 𝐵⟩} = (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐵))
199, 18eqtr4d 2862 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) = {⟨𝑀, 𝐵⟩})
20 fsng 6890 . . . . . . 7 ((𝑀𝑉𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴):{𝑀}⟶{𝐵} ↔ (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) = {⟨𝑀, 𝐵⟩}))
2110, 11, 20syl2anc 587 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴):{𝑀}⟶{𝐵} ↔ (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) = {⟨𝑀, 𝐵⟩}))
2219, 21mpbird 260 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴):{𝑀}⟶{𝐵})
2311snssd 4726 . . . . 5 (𝜑 → {𝐵} ⊆ (0[,]+∞))
2422, 23fssd 6518 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴):{𝑀}⟶(0[,]+∞))
25 xrltso 12531 . . . . . . 7 < Or ℝ*
2625a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → < Or ℝ*)
27 0xr 10686 . . . . . . 7 0 ∈ ℝ*
2827a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ ℝ*)
29 elxrge0 12844 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (0[,]+∞) ↔ (𝐵 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝐵))
3011, 29sylib 221 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐵 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝐵))
3130simpld 498 . . . . . 6 (𝜑𝐵 ∈ ℝ*)
32 suppr 8932 . . . . . 6 (( < Or ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → sup({0, 𝐵}, ℝ*, < ) = if(𝐵 < 0, 0, 𝐵))
3326, 28, 31, 32syl3anc 1368 . . . . 5 (𝜑 → sup({0, 𝐵}, ℝ*, < ) = if(𝐵 < 0, 0, 𝐵))
34 0fin 8743 . . . . . . . . . . 11 ∅ ∈ Fin
3534a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∅ ∈ Fin)
36 reseq2 5835 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = ∅ → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥) = ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ ∅))
37 res0 5844 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ ∅) = ∅
3836, 37syl6eq 2875 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = ∅ → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥) = ∅)
3938oveq2d 7165 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = ∅ → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ∅))
40 xrge00 30708 . . . . . . . . . . . . 13 0 = (0g‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
4140gsum0 17894 . . . . . . . . . . . 12 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ∅) = 0
4239, 41syl6eq 2875 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = ∅ → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)) = 0)
4342adantl 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 = ∅) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)) = 0)
44 reseq2 5835 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = {𝑀} → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥) = ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ {𝑀}))
45 ssid 3975 . . . . . . . . . . . . . 14 {𝑀} ⊆ {𝑀}
46 resmpt 5892 . . . . . . . . . . . . . 14 ({𝑀} ⊆ {𝑀} → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ {𝑀}) = (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴))
4745, 46ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ {𝑀}) = (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴)
4844, 47syl6eq 2875 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = {𝑀} → ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥) = (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴))
4948oveq2d 7165 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = {𝑀} → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴)))
50 xrge0base 30707 . . . . . . . . . . . 12 (0[,]+∞) = (Base‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
51 xrge0cmn 20140 . . . . . . . . . . . . . 14 (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd
52 cmnmnd 18922 . . . . . . . . . . . . . 14 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ Mnd)
5351, 52ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ Mnd
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ Mnd)
55 nfv 1916 . . . . . . . . . . . 12 𝑘𝜑
5650, 54, 10, 11, 7, 55, 14gsumsnfd 19071 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴)) = 𝐵)
5749, 56sylan9eqr 2881 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 = {𝑀}) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)) = 𝐵)
5835, 5, 28, 11, 43, 57fmptpr 6925 . . . . . . . . 9 (𝜑 → {⟨∅, 0⟩, ⟨{𝑀}, 𝐵⟩} = (𝑥 ∈ {∅, {𝑀}} ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))))
59 pwsn 4816 . . . . . . . . . . . . 13 𝒫 {𝑀} = {∅, {𝑀}}
60 prssi 4738 . . . . . . . . . . . . . 14 ((∅ ∈ Fin ∧ {𝑀} ∈ Fin) → {∅, {𝑀}} ⊆ Fin)
6134, 4, 60mp2an 691 . . . . . . . . . . . . 13 {∅, {𝑀}} ⊆ Fin
6259, 61eqsstri 3987 . . . . . . . . . . . 12 𝒫 {𝑀} ⊆ Fin
63 df-ss 3936 . . . . . . . . . . . 12 (𝒫 {𝑀} ⊆ Fin ↔ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) = 𝒫 {𝑀})
6462, 63mpbi 233 . . . . . . . . . . 11 (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) = 𝒫 {𝑀}
6564, 59eqtri 2847 . . . . . . . . . 10 (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) = {∅, {𝑀}}
66 eqid 2824 . . . . . . . . . 10 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))
6765, 66mpteq12i 5145 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))) = (𝑥 ∈ {∅, {𝑀}} ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥)))
6858, 67syl6eqr 2877 . . . . . . . 8 (𝜑 → {⟨∅, 0⟩, ⟨{𝑀}, 𝐵⟩} = (𝑥 ∈ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))))
6968rneqd 5795 . . . . . . 7 (𝜑 → ran {⟨∅, 0⟩, ⟨{𝑀}, 𝐵⟩} = ran (𝑥 ∈ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))))
70 rnpropg 6066 . . . . . . . 8 ((∅ ∈ Fin ∧ {𝑀} ∈ Fin) → ran {⟨∅, 0⟩, ⟨{𝑀}, 𝐵⟩} = {0, 𝐵})
7135, 5, 70syl2anc 587 . . . . . . 7 (𝜑 → ran {⟨∅, 0⟩, ⟨{𝑀}, 𝐵⟩} = {0, 𝐵})
7269, 71eqtr3d 2861 . . . . . 6 (𝜑 → ran (𝑥 ∈ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))) = {0, 𝐵})
7372supeq1d 8907 . . . . 5 (𝜑 → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))), ℝ*, < ) = sup({0, 𝐵}, ℝ*, < ))
7430simprd 499 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 ≤ 𝐵)
75 xrlenlt 10704 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (0 ≤ 𝐵 ↔ ¬ 𝐵 < 0))
7628, 31, 75syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 ≤ 𝐵 ↔ ¬ 𝐵 < 0))
7774, 76mpbid 235 . . . . . . . 8 (𝜑 → ¬ 𝐵 < 0)
78 eqidd 2825 . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 = 𝐵)
7977, 78jca 515 . . . . . . 7 (𝜑 → (¬ 𝐵 < 0 ∧ 𝐵 = 𝐵))
8079olcd 871 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐵 < 0 ∧ 𝐵 = 0) ∨ (¬ 𝐵 < 0 ∧ 𝐵 = 𝐵)))
81 eqif 4490 . . . . . 6 (𝐵 = if(𝐵 < 0, 0, 𝐵) ↔ ((𝐵 < 0 ∧ 𝐵 = 0) ∨ (¬ 𝐵 < 0 ∧ 𝐵 = 𝐵)))
8280, 81sylibr 237 . . . . 5 (𝜑𝐵 = if(𝐵 < 0, 0, 𝐵))
8333, 73, 823eqtr4rd 2870 . . . 4 (𝜑𝐵 = sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 {𝑀} ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴) ↾ 𝑥))), ℝ*, < ))
843, 5, 24, 83xrge0tsmsd 30727 . . 3 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) tsums (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴)) = {𝐵})
8584unieqd 4838 . 2 (𝜑 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) tsums (𝑘 ∈ {𝑀} ↦ 𝐴)) = {𝐵})
86 unisng 4843 . . 3 (𝐵 ∈ (0[,]+∞) → {𝐵} = 𝐵)
8711, 86syl 17 . 2 (𝜑 {𝐵} = 𝐵)
882, 85, 873eqtrd 2863 1 (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 = 𝐵)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   = wceq 1538   ∈ wcel 2115  Ⅎwnfc 2962   ∩ cin 3918   ⊆ wss 3919  ∅c0 4276  ifcif 4450  𝒫 cpw 4522  {csn 4550  {cpr 4552  ⟨cop 4556  ∪ cuni 4824   class class class wbr 5052   ↦ cmpt 5132   Or wor 5460  ran crn 5543   ↾ cres 5544  ⟶wf 6339  (class class class)co 7149  Fincfn 8505  supcsup 8901  0cc0 10535  +∞cpnf 10670  ℝ*cxr 10672   < clt 10673   ≤ cle 10674  [,]cicc 12738   ↾s cress 16484   Σg cgsu 16714  ℝ*𝑠cxrs 16773  Mndcmnd 17911  CMndccmn 18906   tsums ctsu 22737  Σ*cesum 31346 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 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-cnex 10591  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611  ax-pre-mulgt0 10612  ax-pre-sup 10613 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-int 4863  df-iun 4907  df-iin 4908  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-se 5502  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-isom 6352  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-of 7403  df-om 7575  df-1st 7684  df-2nd 7685  df-supp 7827  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-oadd 8102  df-er 8285  df-map 8404  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-fin 8509  df-fsupp 8831  df-fi 8872  df-sup 8903  df-inf 8904  df-oi 8971  df-card 9365  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871  df-div 11296  df-nn 11635  df-2 11697  df-3 11698  df-4 11699  df-5 11700  df-6 11701  df-7 11702  df-8 11703  df-9 11704  df-n0 11895  df-z 11979  df-dec 12096  df-uz 12241  df-q 12346  df-xadd 12505  df-ioo 12739  df-ioc 12740  df-ico 12741  df-icc 12742  df-fz 12895  df-fzo 13038  df-seq 13374  df-hash 13696  df-struct 16485  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-mulr 16579  df-tset 16584  df-ple 16585  df-ds 16587  df-rest 16696  df-topn 16697  df-0g 16715  df-gsum 16716  df-topgen 16717  df-ordt 16774  df-xrs 16775  df-mre 16857  df-mrc 16858  df-acs 16860  df-ps 17810  df-tsr 17811  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-submnd 17957  df-mulg 18225  df-cntz 18447  df-cmn 18908  df-fbas 20095  df-fg 20096  df-top 21505  df-topon 21522  df-topsp 21544  df-bases 21557  df-ntr 21631  df-nei 21709  df-cn 21838  df-haus 21926  df-fil 22457  df-fm 22549  df-flim 22550  df-flf 22551  df-tsms 22738  df-esum 31347 This theorem is referenced by:  esumsn  31384  esum2dlem  31411
 Copyright terms: Public domain W3C validator