Theorem isumless 15994

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 3931	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3		isumless.6	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11318	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
5	2, 4	syldan 603	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6	5	ralrimiva 3155	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
7		isumless.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
8	7	eqimssi 3991	. . . . 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 15872	. . 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 2844	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↔ 𝑘 ∈ 𝐴))
15		fveq2 6877	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐹‘𝑗) = (𝐹‘𝑘))
16	14, 15	ifbieq1d 4507	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
17		eqid 2761	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0)) = (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))
18		fvex 6890	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹‘𝑘) ∈ V
19		c0ex 11281	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
20	18, 19	ifex 4533	. . . . . 6 ⊢ if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) ∈ V
21	16, 17, 20	fvmpt 6985	. . . . 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 4502	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
25	22, 24	eqtrd 2796	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
26		0re 11291	. . . 4 ⊢ 0 ∈ ℝ
27		ifcl 4528	. . . 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 11387	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ≤ 𝐵)
31		breq1 5106	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (𝐵 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
32		breq1 5106	. . . . . 6 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (0 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
33	31, 32	ifboth 4522	. . . . 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 15875	. . 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 15993	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)
40	12, 39	eqbrtrd 5127	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 3077   ⊆ wss 3899  ifcif 4482   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651  ‘cfv 6531  Fincfn 8957  ℂcc 11179  ℝcr 11180  0cc0 11181   + caddc 11184   ≤ cle 11325  ℤcz 12674  ℤ_≥cuz 12946  seqcseq 14124   ⇝ cli 15631  Σcsu 15833

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 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-pm 8834  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-rp 13102  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-seq 14125  df-exp 14185  df-hash 14455  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834

This theorem is used by:  isumltss  15997  climcnds  16000  harmonic  16008  mertenslem1  16033  prmreclem5  17078  ovoliunlem1  25803  ovoliun2  25807  esumpcvgval  34692  eulerpartlems  34975  geomcau  38661