Theorem sge0isummpt2 42210

Description: If a series of nonnegative reals is convergent, then it agrees with the generalized sum of nonnegative extended reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Oct-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
sge0isummpt2.kph	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
sge0isummpt2.a	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
sge0isummpt2.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
sge0isummpt2.z	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
sge0isummpt2.b	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
sge0isummpt2	⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴)

Distinct variable group:   𝑘,𝑍

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)   𝑀(𝑘)

Proof of Theorem sge0isummpt2

Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sge0isummpt2.z	. . 3 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		sge0isummpt2.m	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3		simpr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
4		sge0isummpt2.kph	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
5		nfv 1890	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘 𝑗 ∈ 𝑍
6	4, 5	nfan 1879	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘(𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍)
7		nfcv 2947	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘𝑗
8	7	nfcsb1 3827	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴
9	8	nfel1 2961	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ (0[,)+∞)
10	6, 9	nfim 1876	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ (0[,)+∞))
11		eleq1w 2863	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ 𝑍))
12	11	anbi2d 628	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ↔ (𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍)))
13		csbeq1a 3819	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → 𝐴 = ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴)
14	13	eleq1d 2865	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (𝐴 ∈ (0[,)+∞) ↔ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ (0[,)+∞)))
15	12, 14	imbi12d 346	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞)) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ (0[,)+∞))))
16		sge0isummpt2.a	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ (0[,)+∞))
17	10, 15, 16	chvar 2367	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ (0[,)+∞))
18		nfcv 2947	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑖𝐴
19		nfcsb1v 3828	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴
20		csbeq1a 3819	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → 𝐴 = ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)
21	18, 19, 20	cbvmpt 5054	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴) = (𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)
22	21	eqcomi 2802	. . . . 5 ⊢ (𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴) = (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)
23	7, 8, 13, 22	fvmptf 6646	. . . 4 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ (0[,)+∞)) → ((𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴)
24	3, 17, 23	syl2anc 584	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ((𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)‘𝑗) = ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴)
25		rge0ssre 12683	. . . . 5 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
26		ax-resscn 10429	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
27	25, 26	sstri 3893	. . . 4 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℂ
28	27, 17	sseldi 3882	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 ∈ ℂ)
29		sge0isummpt2.b	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝐵)
30	21	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴) = (𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴))
31	30	seqeq3d 13215	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) = seq𝑀( + , (𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)))
32	31	breq1d 4966	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (seq𝑀( + , (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) ⇝ 𝐵 ↔ seq𝑀( + , (𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)) ⇝ 𝐵))
33	29, 32	mpbid 233	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , (𝑖 ∈ 𝑍 ↦ ⦋𝑖 / 𝑘⦌𝐴)) ⇝ 𝐵)
34	1, 2, 24, 28, 33	isumclim 14933	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑗 ∈ 𝑍 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴 = 𝐵)
35		nfcv 2947	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝑍
36		nfcv 2947	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑘𝑍
37		nfcv 2947	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗𝐴
38	13, 35, 36, 37, 8	cbvsum 14873	. . 3 ⊢ Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 = Σ𝑗 ∈ 𝑍 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴
39	38	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴 = Σ𝑗 ∈ 𝑍 ⦋𝑗 / 𝑘⦌𝐴)
40	4, 16, 2, 1, 29	sge0isummpt 42208	. 2 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) = 𝐵)
41	34, 39, 40	3eqtr4rd 2840	1 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ 𝐴)) = Σ𝑘 ∈ 𝑍 𝐴)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1520  Ⅎwnf 1763   ∈ wcel 2079  ⦋csb 3806   class class class wbr 4956   ↦ cmpt 5035  ‘cfv 6217  (class class class)co 7007  ℂcc 10370  ℝcr 10371  0cc0 10372   + caddc 10375  +∞cpnf 10507  ℤcz 11818  ℤ_≥cuz 12082  [,)cico 12579  seqcseq 13207   ⇝ cli 14663  Σcsu 14864  Σ^{^}csumge0 42140

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1775  ax-4 1789  ax-5 1886  ax-6 1945  ax-7 1990  ax-8 2081  ax-9 2089  ax-10 2110  ax-11 2124  ax-12 2139  ax-13 2342  ax-ext 2767  ax-rep 5075  ax-sep 5088  ax-nul 5095  ax-pow 5150  ax-pr 5214  ax-un 7310  ax-inf2 8939  ax-cnex 10428  ax-resscn 10429  ax-1cn 10430  ax-icn 10431  ax-addcl 10432  ax-addrcl 10433  ax-mulcl 10434  ax-mulrcl 10435  ax-mulcom 10436  ax-addass 10437  ax-mulass 10438  ax-distr 10439  ax-i2m1 10440  ax-1ne0 10441  ax-1rid 10442  ax-rnegex 10443  ax-rrecex 10444  ax-cnre 10445  ax-pre-lttri 10446  ax-pre-lttrn 10447  ax-pre-ltadd 10448  ax-pre-mulgt0 10449  ax-pre-sup 10450

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1079  df-3an 1080  df-tru 1523  df-fal 1533  df-ex 1760  df-nf 1764  df-sb 2041  df-mo 2574  df-eu 2610  df-clab 2774  df-cleq 2786  df-clel 2861  df-nfc 2933  df-ne 2983  df-nel 3089  df-ral 3108  df-rex 3109  df-reu 3110  df-rmo 3111  df-rab 3112  df-v 3434  df-sbc 3702  df-csb 3807  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3869  df-pss 3871  df-nul 4207  df-if 4376  df-pw 4449  df-sn 4467  df-pr 4469  df-tp 4471  df-op 4473  df-uni 4740  df-int 4777  df-iun 4821  df-br 4957  df-opab 5019  df-mpt 5036  df-tr 5058  df-id 5340  df-eprel 5345  df-po 5354  df-so 5355  df-fr 5394  df-se 5395  df-we 5396  df-xp 5441  df-rel 5442  df-cnv 5443  df-co 5444  df-dm 5445  df-rn 5446  df-res 5447  df-ima 5448  df-pred 6015  df-ord 6061  df-on 6062  df-lim 6063  df-suc 6064  df-iota 6181  df-fun 6219  df-fn 6220  df-f 6221  df-f1 6222  df-fo 6223  df-f1o 6224  df-fv 6225  df-isom 6226  df-riota 6968  df-ov 7010  df-oprab 7011  df-mpo 7012  df-om 7428  df-1st 7536  df-2nd 7537  df-wrecs 7789  df-recs 7851  df-rdg 7889  df-1o 7944  df-oadd 7948  df-er 8130  df-pm 8250  df-en 8348  df-dom 8349  df-sdom 8350  df-fin 8351  df-sup 8742  df-inf 8743  df-oi 8810  df-card 9203  df-pnf 10512  df-mnf 10513  df-xr 10514  df-ltxr 10515  df-le 10516  df-sub 10708  df-neg 10709  df-div 11135  df-nn 11476  df-2 11537  df-3 11538  df-n0 11735  df-z 11819  df-uz 12083  df-rp 12229  df-ico 12583  df-icc 12584  df-fz 12732  df-fzo 12873  df-fl 13000  df-seq 13208  df-exp 13268  df-hash 13529  df-cj 14280  df-re 14281  df-im 14282  df-sqrt 14416  df-abs 14417  df-clim 14667  df-rlim 14668  df-sum 14865  df-sumge0 42141

This theorem is referenced by: (None)