Theorem fsumlessf 43504

Description: A shorter sum of nonnegative terms is smaller than a longer one. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
fsumlessf.k	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
fsumge0.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
fsumge0.b	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
fsumge0.l	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 0 ≤ 𝐵)
fsumless.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ⊆ 𝐴)

Assertion

Ref	Expression
fsumlessf	⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐶 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐶,𝑘

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

Proof of Theorem fsumlessf

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fsumge0.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
2		fsumlessf.k	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
3		nfv 1917	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑗 ∈ 𝐴
4	2, 3	nfan 1902	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴)
5		nfcsb1v 3872	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵
6	5	nfel1 2921	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℝ
7	4, 6	nfim 1899	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℝ)
8		eleq1w 2820	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ∈ 𝐴 ↔ 𝑗 ∈ 𝐴))
9	8	anbi2d 630	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴)))
10		csbeq1a 3861	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → 𝐵 = ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵)
11	10	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝐵 ∈ ℝ ↔ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℝ))
12	9, 11	imbi12d 345	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℝ)))
13		fsumge0.b	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
14	7, 12, 13	chvarfv 2233	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ∈ ℝ)
15		nfcv 2905	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘0
16		nfcv 2905	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘 ≤
17	15, 16, 5	nfbr 5144	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘0 ≤ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵
18	4, 17	nfim 1899	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 0 ≤ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵)
19	10	breq2d 5109	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (0 ≤ 𝐵 ↔ 0 ≤ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵))
20	9, 19	imbi12d 345	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 0 ≤ 𝐵) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 0 ≤ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵)))
21		fsumge0.l	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 0 ≤ 𝐵)
22	18, 20, 21	chvarfv 2233	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 0 ≤ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵)
23		fsumless.c	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ⊆ 𝐴)
24	1, 14, 22, 23	fsumless 15608	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ≤ Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵)
25		nfcv 2905	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝐶
26		nfcv 2905	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘𝐶
27		nfcv 2905	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝐵
28	10, 25, 26, 27, 5	cbvsum 15507	. . 3 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝐶 𝐵 = Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵
29		nfcv 2905	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝐴
30		nfcv 2905	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘𝐴
31	10, 29, 30, 27, 5	cbvsum 15507	. . 3 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵
32	28, 31	breq12i 5106	. 2 ⊢ (Σ𝑘 ∈ 𝐶 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ Σ𝑗 ∈ 𝐶 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵 ≤ Σ𝑗 ∈ 𝐴 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐵)
33	24, 32	sylibr 233	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐶 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 397   = wceq 1541  Ⅎwnf 1785   ∈ wcel 2106  ⦋csb 3847   ⊆ wss 3902   class class class wbr 5097  Fincfn 8809  ℝcr 10976  0cc0 10977   ≤ cle 11116  Σcsu 15497

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 2708  ax-rep 5234  ax-sep 5248  ax-nul 5255  ax-pow 5313  ax-pr 5377  ax-un 7655  ax-inf2 9503  ax-cnex 11033  ax-resscn 11034  ax-1cn 11035  ax-icn 11036  ax-addcl 11037  ax-addrcl 11038  ax-mulcl 11039  ax-mulrcl 11040  ax-mulcom 11041  ax-addass 11042  ax-mulass 11043  ax-distr 11044  ax-i2m1 11045  ax-1ne0 11046  ax-1rid 11047  ax-rnegex 11048  ax-rrecex 11049  ax-cnre 11050  ax-pre-lttri 11051  ax-pre-lttrn 11052  ax-pre-ltadd 11053  ax-pre-mulgt0 11054  ax-pre-sup 11055

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  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 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3405  df-v 3444  df-sbc 3732  df-csb 3848  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3921  df-nul 4275  df-if 4479  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-op 4585  df-uni 4858  df-int 4900  df-iun 4948  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5181  df-tr 5215  df-id 5523  df-eprel 5529  df-po 5537  df-so 5538  df-fr 5580  df-se 5581  df-we 5582  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6243  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6436  df-fun 6486  df-fn 6487  df-f 6488  df-f1 6489  df-fo 6490  df-f1o 6491  df-fv 6492  df-isom 6493  df-riota 7298  df-ov 7345  df-oprab 7346  df-mpo 7347  df-om 7786  df-1st 7904  df-2nd 7905  df-frecs 8172  df-wrecs 8203  df-recs 8277  df-rdg 8316  df-1o 8372  df-er 8574  df-en 8810  df-dom 8811  df-sdom 8812  df-fin 8813  df-sup 9304  df-oi 9372  df-card 9801  df-pnf 11117  df-mnf 11118  df-xr 11119  df-ltxr 11120  df-le 11121  df-sub 11313  df-neg 11314  df-div 11739  df-nn 12080  df-2 12142  df-3 12143  df-n0 12340  df-z 12426  df-uz 12689  df-rp 12837  df-ico 13191  df-fz 13346  df-fzo 13489  df-seq 13828  df-exp 13889  df-hash 14151  df-cj 14910  df-re 14911  df-im 14912  df-sqrt 15046  df-abs 15047  df-clim 15297  df-sum 15498

This theorem is referenced by:  sge0uzfsumgt  44369  sge0reuz  44372