Theorem isumrpcl 15190

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 2900	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
5		eluzelz 12241	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
6	4, 5	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
7		uzss 12253	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
8	4, 7	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
9	8, 1, 3	3sstr4g 3960	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ⊆ 𝑍)
10	9	sselda 3915	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝑘 ∈ 𝑍)
11		isumrpcl.4	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
12	10, 11	syldan 594	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
13		isumrpcl.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ+)
14	13	rpred 12419	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
15	10, 14	syldan 594	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℝ)
16		isumrpcl.6	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
17	11, 13	eqeltrd 2890	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
18	17	rpcnd 12421	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
19	3, 2, 18	iserex 15005	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
20	16, 19	mpbid 235	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
21	1, 6, 12, 15, 20	isumrecl 15112	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ)
22		fveq2 6645	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑁))
23	22	eleq1d 2874	. . 3 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+))
24	17	ralrimiva 3149	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
25	23, 24, 2	rspcdva 3573	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+)
26		seq1 13377	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
27	6, 26	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
28		uzid 12246	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
29	6, 28	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
30	29, 1	eleqtrrdi 2901	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑊)
31	15	recnd 10658	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℂ)
32	1, 6, 12, 31, 20	isumclim2 15105	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
33	9	sseld 3914	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ 𝑊 → 𝑚 ∈ 𝑍))
34		fveq2 6645	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑚))
35	34	eleq1d 2874	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
36	35	rspcv 3566	. . . . . . 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 410	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+)
39	38	rpred 12419	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ)
40	38	rpge0d 12423	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → 0 ≤ (𝐹‘𝑚))
41	1, 30, 32, 39, 40	climserle 15011	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
42	27, 41	eqbrtrrd 5054	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
43	21, 25, 42	rpgecld 12458	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ+)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3106   ⊆ wss 3881  dom cdm 5519  ‘cfv 6324  ℝcr 10525   + caddc 10529   ≤ cle 10665  ℤcz 11969  ℤ_≥cuz 12231  ℝ⁺crp 12377  seqcseq 13364   ⇝ cli 14833  Σcsu 15034

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-inf2 9088  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-isom 6333  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-oadd 8089  df-er 8272  df-pm 8392  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-sup 8890  df-inf 8891  df-oi 8958  df-card 9352  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-seq 13365  df-exp 13426  df-hash 13687  df-cj 14450  df-re 14451  df-im 14452  df-sqrt 14586  df-abs 14587  df-clim 14837  df-rlim 14838  df-sum 15035

This theorem is referenced by:  effsumlt  15456  eirrlem  15549  aaliou3lem3  24940