Theorem isumless 15925

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 3940	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3		isumless.6	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11255	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
5	2, 4	syldan 603	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6	5	ralrimiva 3160	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
7		isumless.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
8	7	eqimssi 4000	. . . . 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 15803	. . 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 2849	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↔ 𝑘 ∈ 𝐴))
15		fveq2 6888	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐹‘𝑗) = (𝐹‘𝑘))
16	14, 15	ifbieq1d 4517	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
17		eqid 2766	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0)) = (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))
18		fvex 6901	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹‘𝑘) ∈ V
19		c0ex 11218	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
20	18, 19	ifex 4543	. . . . . 6 ⊢ if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) ∈ V
21	16, 17, 20	fvmpt 6996	. . . . 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 4512	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
25	22, 24	eqtrd 2801	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
26		0re 11228	. . . 4 ⊢ 0 ∈ ℝ
27		ifcl 4538	. . . 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 11324	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ≤ 𝐵)
31		breq1 5117	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (𝐵 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
32		breq1 5117	. . . . . 6 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (0 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
33	31, 32	ifboth 4532	. . . . 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 15806	. . 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 15924	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)
40	12, 39	eqbrtrd 5138	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  ∀wral 3082   ⊆ wss 3908  ifcif 4492   class class class wbr 5114   ↦ cmpt 5197  dom cdm 5666  ‘cfv 6543  Fincfn 8952  ℂcc 11116  ℝcr 11117  0cc0 11118   + caddc 11121   ≤ cle 11262  ℤcz 12609  ℤ_≥cuz 12880  seqcseq 14057   ⇝ cli 15561  Σcsu 15763

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-inf2 9620  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196

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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8703  df-pm 8836  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11890  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-n0 12523  df-z 12610  df-uz 12881  df-rp 13035  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-fl 13845  df-seq 14058  df-exp 14118  df-hash 14387  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-clim 15565  df-rlim 15566  df-sum 15764

This theorem is used by:  isumltss  15928  climcnds  15931  harmonic  15939  mertenslem1  15964  prmreclem5  17005  ovoliunlem1  25698  ovoliun2  25702  esumpcvgval  34499  eulerpartlems  34781  geomcau  38450