Theorem rrvsum 33054

Description: An indexed sum of random variables is a random variable. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-May-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
rrvsum.1	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
rrvsum.2	⊢ (𝜑 → 𝑋:ℕ⟶(rRndVar‘𝑃))
rrvsum.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑆 = (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁))

Assertion

Ref	Expression
rrvsum	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑆 ∈ (rRndVar‘𝑃))

Proof of Theorem rrvsum

Dummy variables 𝑘 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rrvsum.3	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑆 = (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁))
2		fveq2 6842	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 1 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) = (seq1( ∘f + , 𝑋)‘1))
3	2	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 1 → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃) ↔ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘1) ∈ (rRndVar‘𝑃)))
4	3	imbi2d 340	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 1 → ((𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃)) ↔ (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘1) ∈ (rRndVar‘𝑃))))
5		fveq2 6842	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) = (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛))
6	5	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃) ↔ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)))
7	6	imbi2d 340	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → ((𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃)) ↔ (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃))))
8		fveq2 6842	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = (𝑛 + 1) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) = (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)))
9	8	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = (𝑛 + 1) → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃) ↔ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃)))
10	9	imbi2d 340	. . . 4 ⊢ (𝑘 = (𝑛 + 1) → ((𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃)) ↔ (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))))
11		fveq2 6842	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) = (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁))
12	11	eleq1d 2822	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃) ↔ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁) ∈ (rRndVar‘𝑃)))
13	12	imbi2d 340	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑘) ∈ (rRndVar‘𝑃)) ↔ (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁) ∈ (rRndVar‘𝑃))))
14		1z 12533	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℤ
15		seq1 13919	. . . . . 6 ⊢ (1 ∈ ℤ → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘1) = (𝑋‘1))
16	14, 15	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘1) = (𝑋‘1)
17		1nn 12164	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℕ
18		rrvsum.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋:ℕ⟶(rRndVar‘𝑃))
19	18	ffvelcdmda 7035	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 1 ∈ ℕ) → (𝑋‘1) ∈ (rRndVar‘𝑃))
20	17, 19	mpan2 689	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘1) ∈ (rRndVar‘𝑃))
21	16, 20	eqeltrid 2842	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘1) ∈ (rRndVar‘𝑃))
22		seqp1 13921	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘1) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) = ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∘f + (𝑋‘(𝑛 + 1))))
23		nnuz 12806	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
24	22, 23	eleq2s 2856	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) = ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∘f + (𝑋‘(𝑛 + 1))))
25	24	ad2antlr 725	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) = ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∘f + (𝑋‘(𝑛 + 1))))
26		rrvsum.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Prob)
27	26	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → 𝑃 ∈ Prob)
28		simpr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃))
29		peano2nn 12165	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (𝑛 + 1) ∈ ℕ)
30	18	ffvelcdmda 7035	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑛 + 1) ∈ ℕ) → (𝑋‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))
31	29, 30	sylan2 593	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑋‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))
32	31	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → (𝑋‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))
33	27, 28, 32	rrvadd 33052	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∘f + (𝑋‘(𝑛 + 1))) ∈ (rRndVar‘𝑃))
34	25, 33	eqeltrd 2838	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))
35	34	ex 413	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃)))
36	35	expcom 414	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → (𝜑 → ((seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))))
37	36	a2d 29	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ → ((𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑛) ∈ (rRndVar‘𝑃)) → (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘(𝑛 + 1)) ∈ (rRndVar‘𝑃))))
38	4, 7, 10, 13, 21, 37	nnind 12171	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝜑 → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁) ∈ (rRndVar‘𝑃)))
39	38	impcom 408	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (seq1( ∘f + , 𝑋)‘𝑁) ∈ (rRndVar‘𝑃))
40	1, 39	eqeltrd 2838	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑆 ∈ (rRndVar‘𝑃))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ⟶wf 6492  ‘cfv 6496  (class class class)co 7357   ∘_f cof 7615  1c1 11052   + caddc 11054  ℕcn 12153  ℤcz 12499  ℤ_≥cuz 12763  seqcseq 13906  Probcprb 33007  rRndVarcrrv 33040

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-ac2 10399  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129  ax-addf 11130  ax-mulf 11131

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-oadd 8416  df-omul 8417  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-fi 9347  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-dju 9837  df-card 9875  df-acn 9878  df-ac 10052  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-ioo 13268  df-ioc 13269  df-ico 13270  df-icc 13271  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-fac 14174  df-bc 14203  df-hash 14231  df-shft 14952  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-limsup 15353  df-clim 15370  df-rlim 15371  df-sum 15571  df-ef 15950  df-sin 15952  df-cos 15953  df-pi 15955  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-starv 17148  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-unif 17156  df-hom 17157  df-cco 17158  df-rest 17304  df-topn 17305  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-topgen 17325  df-pt 17326  df-prds 17329  df-xrs 17384  df-qtop 17389  df-imas 17390  df-xps 17392  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-submnd 18602  df-mulg 18873  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-fbas 20793  df-fg 20794  df-cnfld 20797  df-refld 21009  df-top 22243  df-topon 22260  df-topsp 22282  df-bases 22296  df-cld 22370  df-ntr 22371  df-cls 22372  df-nei 22449  df-lp 22487  df-perf 22488  df-cn 22578  df-cnp 22579  df-haus 22666  df-cmp 22738  df-tx 22913  df-hmeo 23106  df-fil 23197  df-fm 23289  df-flim 23290  df-flf 23291  df-fcls 23292  df-xms 23673  df-ms 23674  df-tms 23675  df-cncf 24241  df-cfil 24619  df-cmet 24621  df-cms 24699  df-limc 25230  df-dv 25231  df-log 25912  df-cxp 25913  df-logb 26115  df-esum 32627  df-siga 32708  df-sigagen 32738  df-brsiga 32781  df-sx 32788  df-meas 32795  df-mbfm 32849  df-prob 33008  df-rrv 33041

This theorem is referenced by: (None)