Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sge0p1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sge0p1 44741
Description: The addition of the next term in a finite sum of nonnegative extended reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
sge0p1.1 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
sge0p1.2 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
sge0p1.3 (𝑘 = (𝑁 + 1) → 𝐴 = 𝐵)
Assertion
Ref Expression
sge0p1 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)) ↦ 𝐴)) = ((Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) +𝑒 𝐵))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem sge0p1
StepHypRef Expression
1 sge0p1.1 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
2 fzsuc 13494 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑀...(𝑁 + 1)) = ((𝑀...𝑁) ∪ {(𝑁 + 1)}))
31, 2syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑀...(𝑁 + 1)) = ((𝑀...𝑁) ∪ {(𝑁 + 1)}))
43mpteq1d 5201 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)) ↦ 𝐴) = (𝑘 ∈ ((𝑀...𝑁) ∪ {(𝑁 + 1)}) ↦ 𝐴))
54fveq2d 6847 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)) ↦ 𝐴)) = (Σ^‘(𝑘 ∈ ((𝑀...𝑁) ∪ {(𝑁 + 1)}) ↦ 𝐴)))
6 nfv 1918 . . 3 𝑘𝜑
7 ovex 7391 . . . 4 (𝑀...𝑁) ∈ V
87a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ V)
9 snex 5389 . . . 4 {(𝑁 + 1)} ∈ V
109a1i 11 . . 3 (𝜑 → {(𝑁 + 1)} ∈ V)
11 fzp1disj 13506 . . . 4 ((𝑀...𝑁) ∩ {(𝑁 + 1)}) = ∅
1211a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((𝑀...𝑁) ∩ {(𝑁 + 1)}) = ∅)
13 0xr 11207 . . . . 5 0 ∈ ℝ*
1413a1i 11 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 0 ∈ ℝ*)
15 pnfxr 11214 . . . . 5 +∞ ∈ ℝ*
1615a1i 11 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → +∞ ∈ ℝ*)
17 iccssxr 13353 . . . . 5 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
18 simpl 484 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝜑)
19 fzelp1 13499 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
2019adantl 483 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
21 sge0p1.2 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
2218, 20, 21syl2anc 585 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
2317, 22sselid 3943 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
24 iccgelb 13326 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*𝐴 ∈ (0[,]+∞)) → 0 ≤ 𝐴)
2514, 16, 22, 24syl3anc 1372 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 0 ≤ 𝐴)
26 iccleub 13325 . . . . 5 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*𝐴 ∈ (0[,]+∞)) → 𝐴 ≤ +∞)
2714, 16, 22, 26syl3anc 1372 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ≤ +∞)
2814, 16, 23, 25, 27eliccxrd 43851 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
29 simpl 484 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)}) → 𝜑)
30 elsni 4604 . . . . . 6 (𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)} → 𝑘 = (𝑁 + 1))
3130adantl 483 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)}) → 𝑘 = (𝑁 + 1))
32 simpr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = (𝑁 + 1)) → 𝑘 = (𝑁 + 1))
33 peano2uz 12831 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ𝑀))
34 eluzfz2 13455 . . . . . . . 8 ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ𝑀) → (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
351, 33, 343syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
3635adantr 482 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 = (𝑁 + 1)) → (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
3732, 36eqeltrd 2834 . . . . 5 ((𝜑𝑘 = (𝑁 + 1)) → 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
3829, 31, 37syl2anc 585 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)}) → 𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))
3929, 38, 21syl2anc 585 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)}) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞))
406, 8, 10, 12, 28, 39sge0splitmpt 44738 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ ((𝑀...𝑁) ∪ {(𝑁 + 1)}) ↦ 𝐴)) = ((Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) +𝑒^‘(𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)} ↦ 𝐴))))
41 ovex 7391 . . . . 5 (𝑁 + 1) ∈ V
4241a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ V)
43 id 22 . . . . 5 (𝜑𝜑)
44 eleq1 2822 . . . . . . . . 9 (𝑘 = (𝑁 + 1) → (𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)) ↔ (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))))
4544anbi2d 630 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑁 + 1) → ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) ↔ (𝜑 ∧ (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)))))
46 sge0p1.3 . . . . . . . . 9 (𝑘 = (𝑁 + 1) → 𝐴 = 𝐵)
4746eleq1d 2819 . . . . . . . 8 (𝑘 = (𝑁 + 1) → (𝐴 ∈ (0[,]+∞) ↔ 𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
4845, 47imbi12d 345 . . . . . . 7 (𝑘 = (𝑁 + 1) → (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) → 𝐴 ∈ (0[,]+∞)) ↔ ((𝜑 ∧ (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))))
4948, 21vtoclg 3524 . . . . . 6 ((𝑁 + 1) ∈ V → ((𝜑 ∧ (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
5041, 49ax-mp 5 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑁 + 1) ∈ (𝑀...(𝑁 + 1))) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5143, 35, 50syl2anc 585 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5242, 51, 46sge0snmpt 44710 . . 3 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)} ↦ 𝐴)) = 𝐵)
5352oveq2d 7374 . 2 (𝜑 → ((Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) +𝑒^‘(𝑘 ∈ {(𝑁 + 1)} ↦ 𝐴))) = ((Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) +𝑒 𝐵))
545, 40, 533eqtrd 2777 1 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...(𝑁 + 1)) ↦ 𝐴)) = ((Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ 𝐴)) +𝑒 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 397   = wceq 1542  wcel 2107  Vcvv 3444  cun 3909  cin 3910  c0 4283  {csn 4587   class class class wbr 5106  cmpt 5189  cfv 6497  (class class class)co 7358  0cc0 11056  1c1 11057   + caddc 11059  +∞cpnf 11191  *cxr 11193  cle 11195  cuz 12768   +𝑒 cxad 13036  [,]cicc 13273  ...cfz 13430  Σ^csumge0 44689
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5243  ax-sep 5257  ax-nul 5264  ax-pow 5321  ax-pr 5385  ax-un 7673  ax-inf2 9582  ax-cnex 11112  ax-resscn 11113  ax-1cn 11114  ax-icn 11115  ax-addcl 11116  ax-addrcl 11117  ax-mulcl 11118  ax-mulrcl 11119  ax-mulcom 11120  ax-addass 11121  ax-mulass 11122  ax-distr 11123  ax-i2m1 11124  ax-1ne0 11125  ax-1rid 11126  ax-rnegex 11127  ax-rrecex 11128  ax-cnre 11129  ax-pre-lttri 11130  ax-pre-lttrn 11131  ax-pre-ltadd 11132  ax-pre-mulgt0 11133  ax-pre-sup 11134
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3407  df-v 3446  df-sbc 3741  df-csb 3857  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3930  df-nul 4284  df-if 4488  df-pw 4563  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4867  df-int 4909  df-iun 4957  df-br 5107  df-opab 5169  df-mpt 5190  df-tr 5224  df-id 5532  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5589  df-se 5590  df-we 5591  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6254  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6499  df-fn 6500  df-f 6501  df-f1 6502  df-fo 6503  df-f1o 6504  df-fv 6505  df-isom 6506  df-riota 7314  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7804  df-1st 7922  df-2nd 7923  df-frecs 8213  df-wrecs 8244  df-recs 8318  df-rdg 8357  df-1o 8413  df-er 8651  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-sup 9383  df-oi 9451  df-card 9880  df-pnf 11196  df-mnf 11197  df-xr 11198  df-ltxr 11199  df-le 11200  df-sub 11392  df-neg 11393  df-div 11818  df-nn 12159  df-2 12221  df-3 12222  df-n0 12419  df-z 12505  df-uz 12769  df-rp 12921  df-xadd 13039  df-ico 13276  df-icc 13277  df-fz 13431  df-fzo 13574  df-seq 13913  df-exp 13974  df-hash 14237  df-cj 14990  df-re 14991  df-im 14992  df-sqrt 15126  df-abs 15127  df-clim 15376  df-sum 15577  df-sumge0 44690
This theorem is referenced by:  caratheodorylem1  44853
  Copyright terms: Public domain W3C validator