Theorem isumless 15938

Description: A finite sum of nonnegative numbers is less than or equal to its limit. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
isumless.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
isumless.2	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
isumless.3	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
isumless.4	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝑍)
isumless.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐵)
isumless.6	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
isumless.7	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ 𝐵)
isumless.8	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )

Assertion

Ref	Expression
isumless	⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘   𝑘,𝑍

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem isumless

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isumless.4	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝑍)
2	1	sselda 3934	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3		isumless.6	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11265	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
5	2, 4	syldan 603	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6	5	ralrimiva 3156	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
7		isumless.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
8	7	eqimssi 3994	. . . . 5 ⊢ 𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀)
9	8	orci 879	. . . 4 ⊢ (𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin)
10	9	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin))
11		sumss2 15816	. . 3 ⊢ (((𝐴 ⊆ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin)) → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
12	1, 6, 10, 11	syl21anc 851	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
13		isumless.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
14		eleq1w 2845	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↔ 𝑘 ∈ 𝐴))
15		fveq2 6882	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐹‘𝑗) = (𝐹‘𝑘))
16	14, 15	ifbieq1d 4510	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
17		eqid 2762	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0)) = (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))
18		fvex 6895	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹‘𝑘) ∈ V
19		c0ex 11228	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
20	18, 19	ifex 4536	. . . . . 6 ⊢ if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) ∈ V
21	16, 17, 20	fvmpt 6990	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
22	21	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
23		isumless.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐵)
24	23	ifeq1d 4505	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
25	22, 24	eqtrd 2797	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
26		0re 11238	. . . 4 ⊢ 0 ∈ ℝ
27		ifcl 4531	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ∈ ℝ)
28	3, 26, 27	sylancl 598	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ∈ ℝ)
29		isumless.7	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ 𝐵)
30		leid 11334	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ≤ 𝐵)
31		breq1 5110	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (𝐵 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
32		breq1 5110	. . . . . 6 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (0 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
33	31, 32	ifboth 4525	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ≤ 𝐵 ∧ 0 ≤ 𝐵) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
34	30, 33	sylan 592	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
35	3, 29, 34	syl2anc 596	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
36		isumless.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
37	7, 13, 36, 1, 25, 5	fsumcvg3 15819	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))) ∈ dom ⇝ )
38		isumless.8	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
39	7, 13, 25, 28, 23, 3, 35, 37, 38	isumle 15937	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)
40	12, 39	eqbrtrd 5131	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3078   ⊆ wss 3902  ifcif 4485   class class class wbr 5107   ↦ cmpt 5190  dom cdm 5659  ‘cfv 6537  Fincfn 8956  ℂcc 11126  ℝcr 11127  0cc0 11128   + caddc 11131   ≤ cle 11272  ℤcz 12619  ℤ_≥cuz 12891  seqcseq 14069   ⇝ cli 15575  Σcsu 15777

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-inf2 9624  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205  ax-pre-sup 11206

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-pm 8833  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-sup 9416  df-inf 9417  df-oi 9486  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11900  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-n0 12533  df-z 12620  df-uz 12892  df-rp 13047  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-fl 13857  df-seq 14070  df-exp 14130  df-hash 14399  df-cj 15190  df-re 15191  df-im 15192  df-sqrt 15326  df-abs 15327  df-clim 15579  df-rlim 15580  df-sum 15778

This theorem is used by:  isumltss  15941  climcnds  15944  harmonic  15952  mertenslem1  15977  prmreclem5  17018  ovoliunlem1  25736  ovoliun2  25740  esumpcvgval  34596  eulerpartlems  34879  geomcau  38517