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

Theorem gsumesum 30461
Description: Relate a group sum on (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) to a finite extended sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Oct-2017.) (Proof shortened by AV, 12-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
gsumesum.0 𝑘𝜑
gsumesum.1 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
gsumesum.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
Assertion
Ref Expression
gsumesum (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = Σ*𝑘𝐴𝐵)
Distinct variable group:   𝐴,𝑘
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem gsumesum
Dummy variables 𝑎 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 gsumesum.0 . . 3 𝑘𝜑
2 nfcv 2913 . . 3 𝑘𝐴
3 gsumesum.1 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
4 gsumesum.2 . . 3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5 eqidd 2772 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
61, 2, 3, 4, 5esumval 30448 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 = sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))), ℝ*, < ))
7 xrltso 12179 . . . 4 < Or ℝ*
87a1i 11 . . 3 (𝜑 → < Or ℝ*)
9 iccssxr 12461 . . . 4 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
10 xrge0base 30025 . . . . 5 (0[,]+∞) = (Base‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
11 xrge0cmn 20003 . . . . . 6 (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd
1211a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
134ex 397 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
141, 13ralrimi 3106 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
1510, 12, 3, 14gsummptcl 18573 . . . 4 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
169, 15sseldi 3750 . . 3 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*)
17 pwidg 4312 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ Fin → 𝐴 ∈ 𝒫 𝐴)
183, 17syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ 𝒫 𝐴)
1918, 3elind 3949 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
20 eqidd 2772 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
21 mpteq1 4871 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝐴 → (𝑘𝑥𝐵) = (𝑘𝐴𝐵))
2221oveq2d 6809 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
2322eqeq2d 2781 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ↔ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
2423rspcev 3460 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
2519, 20, 24syl2anc 573 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
26 eqid 2771 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) = (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
27 ovex 6823 . . . . 5 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ V
2826, 27elrnmpti 5514 . . . 4 (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
2925, 28sylibr 224 . . 3 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))))
30 simpr 471 . . . . . 6 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → 𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))))
31 mpteq1 4871 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑎 → (𝑘𝑥𝐵) = (𝑘𝑎𝐵))
3231oveq2d 6809 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑎 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
3332cbvmptv 4884 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) = (𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
34 ovex 6823 . . . . . . 7 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ V
3533, 34elrnmpti 5514 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ↔ ∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
3630, 35sylib 208 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
3711a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
38 inss2 3982 . . . . . . . . . . . 12 (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ⊆ Fin
39 simpr 471 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
4038, 39sseldi 3750 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑎 ∈ Fin)
41 nfv 1995 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
421, 41nfan 1980 . . . . . . . . . . . 12 𝑘(𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
43 simpll 750 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝜑)
44 inss1 3981 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ⊆ 𝒫 𝐴
4544sseli 3748 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑎 ∈ 𝒫 𝐴)
4645elpwid 4309 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑎𝐴)
4746ad2antlr 706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝑎𝐴)
48 simpr 471 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝑘𝑎)
4947, 48sseldd 3753 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝑘𝐴)
5043, 49, 4syl2anc 573 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5150ex 397 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑘𝑎𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
5242, 51ralrimi 3106 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑘𝑎 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5310, 37, 40, 52gsummptcl 18573 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
549, 53sseldi 3750 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ ℝ*)
55 diffi 8348 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ Fin → (𝐴𝑎) ∈ Fin)
563, 55syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴𝑎) ∈ Fin)
5756adantr 466 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝐴𝑎) ∈ Fin)
58 simpll 750 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝜑)
59 simpr 471 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝑘 ∈ (𝐴𝑎))
6059eldifad 3735 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝑘𝐴)
6158, 60, 4syl2anc 573 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
6261ex 397 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
6342, 62ralrimi 3106 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑘 ∈ (𝐴𝑎)𝐵 ∈ (0[,]+∞))
6410, 37, 57, 63gsummptcl 18573 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
659, 64sseldi 3750 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ*)
66 elxrge0 12488 . . . . . . . . . . 11 (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞) ↔ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
6766simprbi 484 . . . . . . . . . 10 (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞) → 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))
6864, 67syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))
69 xraddge02 29861 . . . . . . . . . 10 ((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ ℝ* ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ*) → (0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))))
7069imp 393 . . . . . . . . 9 (((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ ℝ* ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ*) ∧ 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
7154, 65, 68, 70syl21anc 1475 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
7271adantlr 694 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
73 simpll 750 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝜑)
7446adantl 467 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑎𝐴)
75 xrge00 30026 . . . . . . . . . 10 0 = (0g‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
76 xrge0plusg 30027 . . . . . . . . . 10 +𝑒 = (+g‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
7711a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
783adantr 466 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → 𝐴 ∈ Fin)
79 eqid 2771 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘𝐴𝐵) = (𝑘𝐴𝐵)
801, 4, 79fmptdf 6529 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵):𝐴⟶(0[,]+∞))
8180adantr 466 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (𝑘𝐴𝐵):𝐴⟶(0[,]+∞))
8279fnmpt 6160 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞) → (𝑘𝐴𝐵) Fn 𝐴)
8314, 82syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵) Fn 𝐴)
84 c0ex 10236 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
8584a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 ∈ V)
8683, 3, 85fndmfifsupp 8444 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵) finSupp 0)
8786adantr 466 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (𝑘𝐴𝐵) finSupp 0)
88 disjdif 4182 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∩ (𝐴𝑎)) = ∅
8988a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (𝑎 ∩ (𝐴𝑎)) = ∅)
90 undif 4191 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎𝐴 ↔ (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)) = 𝐴)
9190biimpi 206 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎𝐴 → (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)) = 𝐴)
9291eqcomd 2777 . . . . . . . . . . 11 (𝑎𝐴𝐴 = (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)))
9392adantl 467 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → 𝐴 = (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)))
9410, 75, 76, 77, 78, 81, 87, 89, 93gsumsplit 18535 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)))))
95 resmpt 5590 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎𝐴 → ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎) = (𝑘𝑎𝐵))
9695oveq2d 6809 . . . . . . . . . . 11 (𝑎𝐴 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
9796adantl 467 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
98 difss 3888 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑎) ⊆ 𝐴
99 resmpt 5590 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴𝑎) ⊆ 𝐴 → ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)) = (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))
10098, 99ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)) = (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)
101100oveq2i 6804 . . . . . . . . . . 11 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎))) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))
102101a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎))) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))
10397, 102oveq12d 6811 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐴) → (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)))) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
10494, 103eqtrd 2805 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
10573, 74, 104syl2anc 573 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
10672, 105breqtrrd 4814 . . . . . 6 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
107106ralrimiva 3115 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ∀𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
108 r19.29r 3221 . . . . . 6 ((∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ∀𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → ∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)(𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
109 breq1 4789 . . . . . . . 8 (𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) → (𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ↔ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
110109biimpar 463 . . . . . . 7 ((𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
111110rexlimivw 3177 . . . . . 6 (∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)(𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
112108, 111syl 17 . . . . 5 ((∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ∀𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
11336, 107, 112syl2anc 573 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
11416adantr 466 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*)
11511a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
116 simpr 471 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
11738, 116sseldi 3750 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ Fin)
118 nfv 1995 . . . . . . . . . . . 12 𝑘 𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
1191, 118nfan 1980 . . . . . . . . . . 11 𝑘(𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
120 simpll 750 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝜑)
12144sseli 3748 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴)
122121ad2antlr 706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴)
123122elpwid 4309 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑥𝐴)
124 simpr 471 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝑥)
125123, 124sseldd 3753 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝐴)
126120, 125, 4syl2anc 573 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
127126ex 397 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑘𝑥𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
128119, 127ralrimi 3106 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑘𝑥 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
12910, 115, 117, 128gsummptcl 18573 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
1309, 129sseldi 3750 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ ℝ*)
131130ralrimiva 3115 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ ℝ*)
13226rnmptss 6534 . . . . . . 7 (∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ ℝ* → ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ⊆ ℝ*)
133131, 132syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ⊆ ℝ*)
134133sselda 3752 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → 𝑦 ∈ ℝ*)
135 xrltnle 10307 . . . . . 6 ((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*𝑦 ∈ ℝ*) → (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦 ↔ ¬ 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
136135con2bid 343 . . . . 5 ((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*𝑦 ∈ ℝ*) → (𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ↔ ¬ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦))
137114, 134, 136syl2anc 573 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → (𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ↔ ¬ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦))
138113, 137mpbid 222 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ¬ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦)
1398, 16, 29, 138supmax 8529 . 2 (𝜑 → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))), ℝ*, < ) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
1406, 139eqtr2d 2806 1 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = Σ*𝑘𝐴𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 382   = wceq 1631  wnf 1856  wcel 2145  wral 3061  wrex 3062  Vcvv 3351  cdif 3720  cun 3721  cin 3722  wss 3723  c0 4063  𝒫 cpw 4297   class class class wbr 4786  cmpt 4863   Or wor 5169  ran crn 5250  cres 5251   Fn wfn 6026  wf 6027  (class class class)co 6793  Fincfn 8109   finSupp cfsupp 8431  supcsup 8502  0cc0 10138  +∞cpnf 10273  *cxr 10275   < clt 10276  cle 10277   +𝑒 cxad 12149  [,]cicc 12383  s cress 16065   Σg cgsu 16309  *𝑠cxrs 16368  CMndccmn 18400  Σ*cesum 30429
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-fal 1637  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-iin 4657  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-of 7044  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-supp 7447  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-oadd 7717  df-er 7896  df-map 8011  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-fsupp 8432  df-fi 8473  df-sup 8504  df-inf 8505  df-oi 8571  df-card 8965  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-4 11283  df-5 11284  df-6 11285  df-7 11286  df-8 11287  df-9 11288  df-n0 11495  df-z 11580  df-dec 11696  df-uz 11889  df-q 11992  df-xadd 12152  df-ioo 12384  df-ioc 12385  df-ico 12386  df-icc 12387  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-hash 13322  df-struct 16066  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-tset 16168  df-ple 16169  df-ds 16172  df-rest 16291  df-topn 16292  df-0g 16310  df-gsum 16311  df-topgen 16312  df-ordt 16369  df-xrs 16370  df-mre 16454  df-mrc 16455  df-acs 16457  df-ps 17408  df-tsr 17409  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-submnd 17544  df-cntz 17957  df-cmn 18402  df-fbas 19958  df-fg 19959  df-top 20919  df-topon 20936  df-topsp 20958  df-bases 20971  df-ntr 21045  df-nei 21123  df-cn 21252  df-haus 21340  df-fil 21870  df-fm 21962  df-flim 21963  df-flf 21964  df-tsms 22150  df-esum 30430
This theorem is referenced by:  esumlub  30462
  Copyright terms: Public domain W3C validator