Theorem isumless 15901

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 3938	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑘 ∈ 𝑍)
3		isumless.6	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	3	recnd 11238	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℂ)
5	2, 4	syldan 602	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6	5	ralrimiva 3157	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ ℂ)
7		isumless.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
8	7	eqimssi 3998	. . . . 5 ⊢ 𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀)
9	8	orci 878	. . . 4 ⊢ (𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin)
10	9	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑍 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∨ 𝑍 ∈ Fin))
11		sumss2 15779	. . 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 850	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 = Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
13		isumless.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
14		eleq1w 2846	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↔ 𝑘 ∈ 𝐴))
15		fveq2 6883	. . . . . . 7 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐹‘𝑗) = (𝐹‘𝑘))
16	14, 15	ifbieq1d 4513	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
17		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0)) = (𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))
18		fvex 6896	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹‘𝑘) ∈ V
19		c0ex 11201	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
20	18, 19	ifex 4539	. . . . . 6 ⊢ if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) ∈ V
21	16, 17, 20	fvmpt 6991	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0))
22	21	adantl 486	. . . 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 4508	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑘), 0) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
25	22, 24	eqtrd 2798	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ((𝑗 ∈ 𝑍 ↦ if(𝑗 ∈ 𝐴, (𝐹‘𝑗), 0))‘𝑘) = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0))
26		0re 11211	. . . 4 ⊢ 0 ∈ ℝ
27		ifcl 4534	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ∈ ℝ)
28	3, 26, 27	sylancl 597	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ∈ ℝ)
29		isumless.7	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ 𝐵)
30		leid 11307	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ → 𝐵 ≤ 𝐵)
31		breq1 5113	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (𝐵 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
32		breq1 5113	. . . . . 6 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) → (0 ≤ 𝐵 ↔ if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵))
33	31, 32	ifboth 4528	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ≤ 𝐵 ∧ 0 ≤ 𝐵) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
34	30, 33	sylan 591	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵) → if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ 𝐵)
35	3, 29, 34	syl2anc 595	. . 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 15782	. . 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 15900	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 if(𝑘 ∈ 𝐴, 𝐵, 0) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)
40	12, 39	eqbrtrd 5134	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∨ wo 860   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  ∀wral 3079   ⊆ wss 3906  ifcif 4488   class class class wbr 5110   ↦ cmpt 5193  dom cdm 5663  ‘cfv 6538  Fincfn 8944  ℂcc 11099  ℝcr 11100  0cc0 11101   + caddc 11104   ≤ cle 11245  ℤcz 12592  ℤ_≥cuz 12863  seqcseq 14039   ⇝ cli 15537  Σcsu 15739

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-inf2 9611  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178  ax-pre-sup 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  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 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-er 8695  df-pm 8828  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-sup 9403  df-inf 9404  df-oi 9473  df-card 9926  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-div 11873  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-rp 13018  df-fz 13537  df-fzo 13685  df-fl 13827  df-seq 14040  df-exp 14100  df-hash 14369  df-cj 15152  df-re 15153  df-im 15154  df-sqrt 15288  df-abs 15289  df-clim 15541  df-rlim 15542  df-sum 15740

This theorem is referenced by:  isumltss  15904  climcnds  15907  harmonic  15915  mertenslem1  15940  prmreclem5  16981  ovoliunlem1  25642  ovoliun2  25646  esumpcvgval  34446  eulerpartlems  34728  geomcau  38388