Theorem isumrpcl 15816

Description: The infinite sum of positive reals is positive. (Contributed by Paul Chapman, 9-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
isumrpcl.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
isumrpcl.2	⊢ 𝑊 = (ℤ≥‘𝑁)
isumrpcl.3	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
isumrpcl.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
isumrpcl.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ+)
isumrpcl.6	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )

Assertion

Ref	Expression
isumrpcl	⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ+)

Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘   𝑘,𝑊   𝑘,𝑍

Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem isumrpcl

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isumrpcl.2	. . 3 ⊢ 𝑊 = (ℤ≥‘𝑁)
2		isumrpcl.3	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
3		isumrpcl.1	. . . . 5 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
4	2, 3	eleqtrdi 2839	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
5		eluzelz 12810	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
6	4, 5	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
7		uzss 12823	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
8	4, 7	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
9	8, 1, 3	3sstr4g 4003	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ⊆ 𝑍)
10	9	sselda 3949	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝑘 ∈ 𝑍)
11		isumrpcl.4	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
12	10, 11	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
13		isumrpcl.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ+)
14	13	rpred 13002	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
15	10, 14	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℝ)
16		isumrpcl.6	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
17	11, 13	eqeltrd 2829	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
18	17	rpcnd 13004	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
19	3, 2, 18	iserex 15630	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
20	16, 19	mpbid 232	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
21	1, 6, 12, 15, 20	isumrecl 15738	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ)
22		fveq2 6861	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑁))
23	22	eleq1d 2814	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+))
24	17	ralrimiva 3126	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
25	23, 24, 2	rspcdva 3592	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+)
26		seq1 13986	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
27	6, 26	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
28		uzid 12815	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
29	6, 28	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
30	29, 1	eleqtrrdi 2840	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑊)
31	15	recnd 11209	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℂ)
32	1, 6, 12, 31, 20	isumclim2 15731	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
33	9	sseld 3948	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ 𝑊 → 𝑚 ∈ 𝑍))
34		fveq2 6861	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑚))
35	34	eleq1d 2814	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
36	35	rspcv 3587	. . . . . . 7 ⊢ (𝑚 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
37	33, 24, 36	syl6ci 71	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ 𝑊 → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
38	37	imp 406	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+)
39	38	rpred 13002	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ)
40	38	rpge0d 13006	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → 0 ≤ (𝐹‘𝑚))
41	1, 30, 32, 39, 40	climserle 15636	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
42	27, 41	eqbrtrrd 5134	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
43	21, 25, 42	rpgecld 13041	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ+)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3045   ⊆ wss 3917  dom cdm 5641  ‘cfv 6514  ℝcr 11074   + caddc 11078   ≤ cle 11216  ℤcz 12536  ℤ_≥cuz 12800  ℝ⁺crp 12958  seqcseq 13973   ⇝ cli 15457  Σcsu 15659

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-inf2 9601  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-int 4914  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-se 5595  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-isom 6523  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-er 8674  df-pm 8805  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-sup 9400  df-inf 9401  df-oi 9470  df-card 9899  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-div 11843  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-n0 12450  df-z 12537  df-uz 12801  df-rp 12959  df-fz 13476  df-fzo 13623  df-fl 13761  df-seq 13974  df-exp 14034  df-hash 14303  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-clim 15461  df-rlim 15462  df-sum 15660

This theorem is referenced by:  effsumlt  16086  eirrlem  16179  aaliou3lem3  26259