Theorem isumless 16019

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 3908	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3		isumless.6	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11340	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
5	2, 4	syldan 603	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6	5	ralrimiva 3154	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
7		isumless.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
8	7	eqimssi 3968	. . . . 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 15897	. . 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 2843	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↔ 𝑘 ∈ 𝐴))
15		fveq2 6885	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐹‘𝑗) = (𝐹‘𝑘))
16	14, 15	ifbieq1d 4506	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
17		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0)) = (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))
18		fvex 6898	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹‘𝑘) ∈ V
19		c0ex 11303	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
20	18, 19	ifex 4532	. . . . . 6 ⊢ if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) ∈ V
21	16, 17, 20	fvmpt 6993	. . . . 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 4501	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
25	22, 24	eqtrd 2795	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
26		0re 11313	. . . 4 ⊢ 0 ∈ ℝ
27		ifcl 4527	. . . 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 11409	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ≤ 𝐵)
31		breq1 5105	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (𝐵 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
32		breq1 5105	. . . . . 6 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (0 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
33	31, 32	ifboth 4521	. . . . 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 15900	. . 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 16018	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)
40	12, 39	eqbrtrd 5126	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076   ⊆ wss 3895  ifcif 4481   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650  ‘cfv 6538  Fincfn 8976  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203   + caddc 11206   ≤ cle 11347  ℤcz 12696  ℤ_≥cuz 12968  seqcseq 14147   ⇝ cli 15656  Σcsu 15858

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-pm 8853  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-rp 13124  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859

This theorem is used by:  isumltss  16022  climcnds  16025  harmonic  16033  mertenslem1  16058  prmreclem5  17103  ovoliunlem1  25828  ovoliun2  25832  esumpcvgval  34756  eulerpartlems  35038  geomcau  38786