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Theorem sge0iunmpt 41204
Description: Sum of nonnegative extended reals over a disjoint indexed union. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
sge0iunmpt.a (𝜑𝐴𝑉)
sge0iunmpt.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊)
sge0iunmpt.dj (𝜑Disj 𝑥𝐴 𝐵)
sge0iunmpt.c ((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
Assertion
Ref Expression
sge0iunmpt (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘,𝑥   𝐵,𝑘   𝑥,𝐶   𝑥,𝑊   𝜑,𝑘,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘)   𝑉(𝑥,𝑘)   𝑊(𝑘)

Proof of Theorem sge0iunmpt
Dummy variables 𝑗 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 2009 . . . 4 𝑥𝜑
2 nfcv 2907 . . . . . 6 𝑥Σ^
3 nfiu1 4706 . . . . . . 7 𝑥 𝑥𝐴 𝐵
4 nfcv 2907 . . . . . . 7 𝑥𝐶
53, 4nfmpt 4905 . . . . . 6 𝑥(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)
62, 5nffv 6385 . . . . 5 𝑥^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶))
7 nfmpt1 4906 . . . . . 6 𝑥(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
82, 7nffv 6385 . . . . 5 𝑥^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
96, 8nfeq 2919 . . . 4 𝑥^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
10 sge0iunmpt.a . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴𝑉)
11 sge0iunmpt.b . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊)
1211ralrimiva 3113 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐵𝑊)
13 iunexg 7341 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑊) → 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
1410, 12, 13syl2anc 579 . . . . . . . . 9 (𝜑 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
15 eliun 4680 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑥𝐴 𝑘𝐵)
1615biimpi 207 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵 → ∃𝑥𝐴 𝑘𝐵)
1716adantl 473 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → ∃𝑥𝐴 𝑘𝐵)
18 nfcv 2907 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑘
1918, 3nfel 2920 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥 𝑘 𝑥𝐴 𝐵
201, 19nfan 1998 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵)
214nfel1 2922 . . . . . . . . . . . 12 𝑥 𝐶 ∈ (0[,]+∞)
22 sge0iunmpt.c . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
23223exp 1148 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑥𝐴 → (𝑘𝐵𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
2423adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → (𝑥𝐴 → (𝑘𝐵𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
2520, 21, 24rexlimd 3173 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → (∃𝑥𝐴 𝑘𝐵𝐶 ∈ (0[,]+∞)))
2617, 25mpd 15 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
27 eqid 2765 . . . . . . . . . 10 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶) = (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)
2826, 27fmptd 6574 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶): 𝑥𝐴 𝐵⟶(0[,]+∞))
2914, 28sge0xrcl 41171 . . . . . . . 8 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) ∈ ℝ*)
30293ad2ant1 1163 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) ∈ ℝ*)
31 id 22 . . . . . . . . . . 11 ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞)
3231eqcomd 2771 . . . . . . . . . 10 ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → +∞ = (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
3332adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ = (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
34333adant1 1160 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ = (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
3514adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
3626adantlr 706 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
37 ssiun2 4719 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴𝐵 𝑥𝐴 𝐵)
3837adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 𝑥𝐴 𝐵)
3935, 36, 38sge0lessmpt 41185 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≤ (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)))
40393adant3 1162 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≤ (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)))
4134, 40eqbrtrd 4831 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ ≤ (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)))
4230, 41xrgepnfd 40117 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = +∞)
43103ad2ant1 1163 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → 𝐴𝑉)
44 nfv 2009 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝜑𝑦𝐴)
45 nfcsb1v 3707 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵
46 nfcsb1v 3707 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑦 / 𝑥𝑊
4745, 46nfel 2920 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊
4844, 47nfim 1995 . . . . . . . . . . . 12 𝑥((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)
49 eleq1w 2827 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐴𝑦𝐴))
5049anbi2d 622 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → ((𝜑𝑥𝐴) ↔ (𝜑𝑦𝐴)))
51 csbeq1a 3700 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦𝐵 = 𝑦 / 𝑥𝐵)
52 csbeq1a 3700 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦𝑊 = 𝑦 / 𝑥𝑊)
5351, 52eleq12d 2838 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵𝑊𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊))
5450, 53imbi12d 335 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊) ↔ ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)))
5548, 54, 11chvar 2368 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)
5655adantlr 706 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)
5745, 4nfmpt 4905 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)
58 nfcv 2907 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥(0[,]+∞)
5957, 45, 58nff 6219 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞)
6044, 59nfim 1995 . . . . . . . . . . . 12 𝑥((𝜑𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
6151mpteq1d 4897 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝐵𝐶) = (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶))
6261, 51feq12d 6211 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑘𝐵𝐶):𝐵⟶(0[,]+∞) ↔ (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞)))
6350, 62imbi12d 335 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴) → (𝑘𝐵𝐶):𝐵⟶(0[,]+∞)) ↔ ((𝜑𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))))
6423imp31 408 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
65 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘𝐵𝐶) = (𝑘𝐵𝐶)
6664, 65fmptd 6574 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑘𝐵𝐶):𝐵⟶(0[,]+∞))
6760, 63, 66chvar 2368 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
6867adantlr 706 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
6956, 68sge0cl 41167 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (Σ^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)) ∈ (0[,]+∞))
70 nfcv 2907 . . . . . . . . . 10 𝑦^‘(𝑘𝐵𝐶))
712, 57nffv 6385 . . . . . . . . . 10 𝑥^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶))
7261fveq2d 6379 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)))
7370, 71, 72cbvmpt 4908 . . . . . . . . 9 (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))) = (𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)))
7469, 73fmptd 6574 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))):𝐴⟶(0[,]+∞))
75743adant3 1162 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))):𝐴⟶(0[,]+∞))
76 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴𝑥𝐴)
77 fvexd 6390 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ V)
78 eqid 2765 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))) = (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
7978elrnmpt1 5543 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ V) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8076, 77, 79syl2anc 579 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝐴 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8180adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8233, 81eqeltrd 2844 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
83823adant1 1160 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8443, 75, 83sge0pnfval 41159 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) = +∞)
8542, 84eqtr4d 2802 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
86853exp 1148 . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝐴 → ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))))
871, 9, 86rexlimd 3173 . . 3 (𝜑 → (∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))))
8887imp 395 . 2 ((𝜑 ∧ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
89 simpl 474 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → 𝜑)
90 ralnex 3139 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 ¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ ↔ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞)
91 df-ne 2938 . . . . . . 7 ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ↔ ¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞)
9291bicomi 215 . . . . . 6 (¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ ↔ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9392ralbii 3127 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 ¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ ↔ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9490, 93sylbb1 228 . . . 4 (¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9594adantl 473 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9610adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → 𝐴𝑉)
97 nfcv 2907 . . . . . . . . 9 𝑥𝑊
9845, 97nfel 2920 . . . . . . . 8 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵𝑊
9944, 98nfim 1995 . . . . . . 7 𝑥((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)
10051eleq1d 2829 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵𝑊𝑦 / 𝑥𝐵𝑊))
10150, 100imbi12d 335 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊) ↔ ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)))
10299, 101, 11chvar 2368 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)
103102adantlr 706 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)
104 sge0iunmpt.dj . . . . . . 7 (𝜑Disj 𝑥𝐴 𝐵)
105 nfcv 2907 . . . . . . . 8 𝑦𝐵
106105, 45, 51cbvdisj 4787 . . . . . . 7 (Disj 𝑥𝐴 𝐵Disj 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
107104, 106sylib 209 . . . . . 6 (𝜑Disj 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
108107adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → Disj 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
109 nfv 2009 . . . . . . . 8 𝑘(𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
110 nfcsb1v 3707 . . . . . . . . 9 𝑘𝑗 / 𝑘𝐶
111110nfel1 2922 . . . . . . . 8 𝑘𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)
112109, 111nfim 1995 . . . . . . 7 𝑘((𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
113 eleq1w 2827 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝑗𝑦 / 𝑥𝐵))
1141133anbi3d 1566 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) ↔ (𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)))
115 csbeq1a 3700 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑗𝐶 = 𝑗 / 𝑘𝐶)
116115eleq1d 2829 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑗 → (𝐶 ∈ (0[,]+∞) ↔ 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)))
117114, 116imbi12d 335 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞)) ↔ ((𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
118 nfv 2009 . . . . . . . . . 10 𝑥 𝑦𝐴
11918, 45nfel 2920 . . . . . . . . . 10 𝑥 𝑘𝑦 / 𝑥𝐵
1201, 118, 119nf3an 2000 . . . . . . . . 9 𝑥(𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵)
121120, 21nfim 1995 . . . . . . . 8 𝑥((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
12251eleq2d 2830 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝐵𝑘𝑦 / 𝑥𝐵))
12349, 1223anbi23d 1563 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → ((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) ↔ (𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵)))
124123imbi1d 332 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞)) ↔ ((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
125121, 124, 22chvar 2368 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
126112, 117, 125chvar 2368 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
1271263adant1r 1223 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
128 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦𝐴)
129 simpl 474 . . . . . . . . 9 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
130 simpl 474 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → 𝑦𝐴)
131 simpr 477 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
132 nfcv 2907 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑗 / 𝑘𝐶
13345, 132nfmpt 4905 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
1342, 133nffv 6385 . . . . . . . . . . . 12 𝑥^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
135 nfcv 2907 . . . . . . . . . . . 12 𝑥+∞
136134, 135nfne 3037 . . . . . . . . . . 11 𝑥^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞
137 nfcv 2907 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑗𝐶
138137, 110, 115cbvmpt 4908 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
139138a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
14061, 139eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝐵𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
141140fveq2d 6379 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))
142141neeq1d 2996 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ↔ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞))
143136, 142rspc 3455 . . . . . . . . . 10 (𝑦𝐴 → (∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞))
144130, 131, 143sylc 65 . . . . . . . . 9 ((𝑦𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞)
145128, 129, 144syl2anc 579 . . . . . . . 8 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞)
146145neneqd 2942 . . . . . . 7 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → ¬ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = +∞)
147146adantll 705 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → ¬ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = +∞)
1481263expa 1147 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦𝐴) ∧ 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
149 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
150148, 149fmptd 6574 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐴) → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
151150adantlr 706 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
152103, 151sge0repnf 41172 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → ((Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ ↔ ¬ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = +∞))
153147, 152mpbird 248 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ)
154137, 110, 115cbvmpt 4908 . . . . . . . . 9 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶) = (𝑗 𝑥𝐴 𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
155105, 45, 51cbviun 4713 . . . . . . . . . 10 𝑥𝐴 𝐵 = 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵
156155mpteq1i 4898 . . . . . . . . 9 (𝑗 𝑥𝐴 𝐵𝑗 / 𝑘𝐶) = (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
157154, 156eqtri 2787 . . . . . . . 8 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶) = (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
158157fveq2i 6378 . . . . . . 7 ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
159158, 29syl5eqelr 2849 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ*)
160159adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ*)
16170, 134, 141cbvmpt 4908 . . . . . . . 8 (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))) = (𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))
162161fveq2i 6378 . . . . . . 7 ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) = (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))))
16311, 66sge0cl 41167 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ (0[,]+∞))
164163, 78fmptd 6574 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))):𝐴⟶(0[,]+∞))
16510, 164sge0xrcl 41171 . . . . . . 7 (𝜑 → (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) ∈ ℝ*)
166162, 165syl5eqelr 2849 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))) ∈ ℝ*)
167166adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))) ∈ ℝ*)
168 eliun 4680 . . . . . . . . . 10 (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 ↔ ∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
169168biimpi 207 . . . . . . . . 9 (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 → ∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
170169adantl 473 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → ∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
171 nfv 2009 . . . . . . . . . 10 𝑦𝜑
172 nfcv 2907 . . . . . . . . . . 11 𝑦𝑗
173 nfiu1 4706 . . . . . . . . . . 11 𝑦 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵
174172, 173nfel 2920 . . . . . . . . . 10 𝑦 𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵
175171, 174nfan 1998 . . . . . . . . 9 𝑦(𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
176 nfv 2009 . . . . . . . . 9 𝑦𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)
177148exp31 410 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑦𝐴 → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
178177adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → (𝑦𝐴 → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
179175, 176, 178rexlimd 3173 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → (∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)))
180170, 179mpd 15 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
181 eqid 2765 . . . . . . 7 (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶) = (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
182180, 181fmptd 6574 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶): 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
183182adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶): 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
184155, 14syl5eqelr 2849 . . . . . 6 (𝜑 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ V)
185184adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ V)
18696, 103, 108, 127, 153, 160, 167, 183, 185sge0iunmptlemre 41201 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))))
187158a1i 11 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))
188162a1i 11 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) = (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))))
189186, 187, 1883eqtr4d 2809 . . 3 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
19089, 95, 189syl2anc 579 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
19188, 190pm2.61dan 847 1 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  wrex 3056  Vcvv 3350  csb 3691  wss 3732   ciun 4676  Disj wdisj 4777   class class class wbr 4809  cmpt 4888  ran crn 5278  wf 6064  cfv 6068  (class class class)co 6842  cr 10188  0cc0 10189  +∞cpnf 10325  *cxr 10327  cle 10329  [,]cicc 12380  Σ^csumge0 41148
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-inf2 8753  ax-ac2 9538  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-disj 4778  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-se 5237  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-isom 6077  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-oadd 7768  df-er 7947  df-map 8062  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-sup 8555  df-oi 8622  df-card 9016  df-acn 9019  df-ac 9190  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-n0 11539  df-z 11625  df-uz 11887  df-rp 12029  df-xadd 12147  df-ico 12383  df-icc 12384  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13322  df-cj 14126  df-re 14127  df-im 14128  df-sqrt 14262  df-abs 14263  df-clim 14506  df-sum 14704  df-sumge0 41149
This theorem is referenced by:  sge0iun  41205  sge0xp  41215
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