Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sge0reuz Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sge0reuz 44774
Description: Value of the generalized sum of nonnegative reals, when the domain is a set of upper integers. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
sge0reuz.k 𝑘𝜑
sge0reuz.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
sge0reuz.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
sge0reuz.b ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
Assertion
Ref Expression
sge0reuz (𝜑 → (Σ^‘(𝑘𝑍𝐵)) = sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑛   𝑘,𝑀,𝑛   𝑘,𝑍,𝑛   𝜑,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem sge0reuz
Dummy variables 𝑤 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 sge0reuz.k . . 3 𝑘𝜑
2 sge0reuz.z . . . . 5 𝑍 = (ℤ𝑀)
32a1i 11 . . . 4 (𝜑𝑍 = (ℤ𝑀))
4 fvex 6856 . . . 4 (ℤ𝑀) ∈ V
53, 4eqeltrdi 2842 . . 3 (𝜑𝑍 ∈ V)
6 sge0reuz.b . . 3 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
71, 5, 6sge0revalmpt 44705 . 2 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘𝑍𝐵)) = sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ))
8 nfv 1918 . . . . 5 𝑥𝜑
9 eqid 2733 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) = (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵)
10 nfv 1918 . . . . . . . 8 𝑘 𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)
111, 10nfan 1903 . . . . . . 7 𝑘(𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin))
12 elinel2 4157 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ Fin)
1312adantl 483 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ Fin)
14 rge0ssre 13379 . . . . . . . 8 (0[,)+∞) ⊆ ℝ
15 simpll 766 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝜑)
16 elpwinss 43345 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑥𝑍)
1716adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑥𝑍)
18 simpr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝑥)
1917, 18sseldd 3946 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝑍)
2019adantll 713 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝑍)
2115, 20, 6syl2anc 585 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝐵 ∈ (0[,)+∞))
2214, 21sselid 3943 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝐵 ∈ ℝ)
2311, 13, 22fsumreclf 43903 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → Σ𝑘𝑥 𝐵 ∈ ℝ)
2423rexrd 11210 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → Σ𝑘𝑥 𝐵 ∈ ℝ*)
258, 9, 24rnmptssd 43504 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ⊆ ℝ*)
26 supxrcl 13240 . . . 4 (ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ⊆ ℝ* → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
2725, 26syl 17 . . 3 (𝜑 → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
28 nfv 1918 . . . . 5 𝑛𝜑
29 eqid 2733 . . . . 5 (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) = (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
30 nfv 1918 . . . . . . . 8 𝑘 𝑛𝑍
311, 30nfan 1903 . . . . . . 7 𝑘(𝜑𝑛𝑍)
32 fzfid 13884 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝑀...𝑛) ∈ Fin)
33 elfzuz 13443 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑛) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
3433, 2eleqtrrdi 2845 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (𝑀...𝑛) → 𝑘𝑍)
3534adantl 483 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 𝑘𝑍)
3614, 6sselid 3943 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
3735, 36syldan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 𝐵 ∈ ℝ)
3837adantlr 714 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 𝐵 ∈ ℝ)
3931, 32, 38fsumreclf 43903 . . . . . 6 ((𝜑𝑛𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ ℝ)
4039rexrd 11210 . . . . 5 ((𝜑𝑛𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ ℝ*)
4128, 29, 40rnmptssd 43504 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ⊆ ℝ*)
42 supxrcl 13240 . . . 4 (ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ⊆ ℝ* → sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
4341, 42syl 17 . . 3 (𝜑 → sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
44 vex 3448 . . . . . . . 8 𝑦 ∈ V
459elrnmpt 5912 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵))
4644, 45ax-mp 5 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
4746biimpi 215 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
4847adantl 483 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵)) → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
49 sge0reuz.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
50493ad2ant1 1134 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → 𝑀 ∈ ℤ)
51163ad2ant2 1135 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → 𝑥𝑍)
52133adant3 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → 𝑥 ∈ Fin)
5350, 2, 51, 52uzfissfz 43647 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → ∃𝑛𝑍 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛))
54 nfv 1918 . . . . . . . . . 10 𝑛(𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
55 nfmpt1 5214 . . . . . . . . . . . 12 𝑛(𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
5655nfrn 5908 . . . . . . . . . . 11 𝑛ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
57 nfv 1918 . . . . . . . . . . 11 𝑛 𝑦𝑤
5856, 57nfrexw 3295 . . . . . . . . . 10 𝑛𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤
59 id 22 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛𝑍𝑛𝑍)
60 sumex 15578 . . . . . . . . . . . . . . . 16 Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ V
6160a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛𝑍 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ V)
6229elrnmpt1 5914 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛𝑍 ∧ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ V) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵))
6359, 61, 62syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛𝑍 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵))
64633ad2ant2 1135 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑛𝑍𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵))
65 simplr 768 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
66 nfcv 2904 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑘𝑦
67 nfcv 2904 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑘𝑥
6867nfsum1 15580 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑘Σ𝑘𝑥 𝐵
6966, 68nfeq 2917 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑘 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵
701, 69nfan 1903 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑘(𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
71 nfv 1918 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑘 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)
7270, 71nfan 1903 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑘((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛))
73 fzfid 13884 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → (𝑀...𝑛) ∈ Fin)
7437ad4ant14 751 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 𝐵 ∈ ℝ)
75 simplll 774 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 𝜑)
7634adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 𝑘𝑍)
77 0xr 11207 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 0 ∈ ℝ*
7877a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘𝑍) → 0 ∈ ℝ*)
79 pnfxr 11214 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 +∞ ∈ ℝ*
8079a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘𝑍) → +∞ ∈ ℝ*)
81 icogelb 13321 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*𝐵 ∈ (0[,)+∞)) → 0 ≤ 𝐵)
8278, 80, 6, 81syl3anc 1372 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑘𝑍) → 0 ≤ 𝐵)
8375, 76, 82syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)) → 0 ≤ 𝐵)
84 simpr 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛))
8572, 73, 74, 83, 84fsumlessf 43904 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → Σ𝑘𝑥 𝐵 ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
8665, 85eqbrtrd 5128 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → 𝑦 ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
87863adant2 1132 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑛𝑍𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → 𝑦 ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
88 breq2 5110 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 → (𝑦𝑤𝑦 ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵))
8988rspcev 3580 . . . . . . . . . . . . 13 ((Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ∧ 𝑦 ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)
9064, 87, 89syl2anc 585 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ 𝑛𝑍𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛)) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)
91903exp 1120 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → (𝑛𝑍 → (𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)))
92913adant2 1132 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → (𝑛𝑍 → (𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)))
9354, 58, 92rexlimd 3248 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → (∃𝑛𝑍 𝑥 ⊆ (𝑀...𝑛) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤))
9453, 93mpd 15 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)
95943exp 1120 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → (𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)))
9695rexlimdv 3147 . . . . . 6 (𝜑 → (∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵 → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤))
9796imp 408 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)
9848, 97syldan 592 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵)) → ∃𝑤 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦𝑤)
9925, 41, 98suplesup2 43697 . . 3 (𝜑 → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ) ≤ sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ))
10029elrnmpt 5912 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ↔ ∃𝑛𝑍 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵))
10144, 100ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ↔ ∃𝑛𝑍 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
102101biimpi 215 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) → ∃𝑛𝑍 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
103102adantl 483 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)) → ∃𝑛𝑍 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
10434ssriv 3949 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀...𝑛) ⊆ 𝑍
105 ovex 7391 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀...𝑛) ∈ V
106105elpw 4565 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑀...𝑛) ∈ 𝒫 𝑍 ↔ (𝑀...𝑛) ⊆ 𝑍)
107104, 106mpbir 230 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀...𝑛) ∈ 𝒫 𝑍
108 fzfi 13883 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀...𝑛) ∈ Fin
109107, 108elini 4154 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀...𝑛) ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)
110109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 → (𝑀...𝑛) ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin))
111 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
112 sumeq1 15579 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑀...𝑛) → Σ𝑘𝑥 𝐵 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)
113112rspceeqv 3596 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀...𝑛) ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
114110, 111, 113syl2anc 585 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵 → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑦 = Σ𝑘𝑥 𝐵)
11544a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵𝑦 ∈ V)
1169, 114, 115elrnmptd 5917 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵))
1171162a1i 12 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑛𝑍 → (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵))))
118117rexlimdv 3147 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∃𝑛𝑍 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵)))
119118adantr 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)) → (∃𝑛𝑍 𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵)))
120103, 119mpd 15 . . . . . 6 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)) → 𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵))
121120ralrimiva 3140 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵))
122 dfss3 3933 . . . . 5 (ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ⊆ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ↔ ∀𝑦 ∈ ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵)𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵))
123121, 122sylibr 233 . . . 4 (𝜑 → ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ⊆ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵))
124 supxrss 13257 . . . 4 ((ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵) ⊆ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ∧ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵) ⊆ ℝ*) → sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ) ≤ sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ))
125123, 25, 124syl2anc 585 . . 3 (𝜑 → sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ) ≤ sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ))
12627, 43, 99, 125xrletrid 13080 . 2 (𝜑 → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ↦ Σ𝑘𝑥 𝐵), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ))
1277, 126eqtrd 2773 1 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘𝑍𝐵)) = sup(ran (𝑛𝑍 ↦ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑛)𝐵), ℝ*, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 397  w3a 1088   = wceq 1542  wnf 1786  wcel 2107  wral 3061  wrex 3070  Vcvv 3444  cin 3910  wss 3911  𝒫 cpw 4561   class class class wbr 5106  cmpt 5189  ran crn 5635  cfv 6497  (class class class)co 7358  Fincfn 8886  supcsup 9381  cr 11055  0cc0 11056  +∞cpnf 11191  *cxr 11193   < clt 11194  cle 11195  cz 12504  cuz 12768  [,)cico 13272  ...cfz 13430  Σcsu 15576  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-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:  sge0reuzb  44775
  Copyright terms: Public domain W3C validator