Theorem sge0seq 46896

Description: A series of nonnegative reals agrees with the generalized sum of nonnegative reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
sge0seq.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
sge0seq.z	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
sge0seq.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,)+∞))
sge0seq.g	⊢ 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹)

Assertion

Ref	Expression
sge0seq	⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = sup(ran 𝐺, ℝ*, < ))

Proof of Theorem sge0seq

Dummy variables 𝑖 𝑘 𝑗 𝑤 𝑧 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sge0seq.z	. . . . . . 7 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
2		sge0seq.m	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3		rge0ssre 13407	. . . . . . . 8 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
4		sge0seq.f	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,)+∞))
5	4	ffvelcdmda 7032	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
6	3, 5	sselid 3920	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
7		readdcl 11119	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
8	7	adantl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
9	1, 2, 6, 8	seqf 13983	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℝ)
10		sge0seq.g	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹)
11	10	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹))
12	11	feq1d 6644	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺:𝑍⟶ℝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℝ))
13	9, 12	mpbird 258	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:𝑍⟶ℝ)
14	13	frnd 6670	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ)
15		ressxr 11187	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℝ*
16	15	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ*)
17	14, 16	sstrd 3932	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ*)
18	1	fvexi 6848	. . . . 5 ⊢ 𝑍 ∈ V
19	18	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ V)
20		icossicc 13387	. . . . . 6 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
21	20	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞))
22	4, 21	fssd 6679	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,]+∞))
23	19, 22	sge0xrcl 46835	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) ∈ ℝ*)
24		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → 𝑧 ∈ ran 𝐺)
25	13	ffnd 6663	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐺 Fn 𝑍)
26		fvelrnb 6894	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 Fn 𝑍 → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
27	25, 26	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
28	27	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
29	24, 28	mpbid 233	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
30	20, 5	sselid 3920	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,]+∞))
31		elfzuz 13472	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
32	31, 1	eleqtrrdi 2851	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ 𝑍)
33	32	ssriv 3926	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍
34	33	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍)
35	19, 30, 34	sge0lessmpt 46849	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
36	35	3ad2ant1 1139	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
37		fzfid 13933	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
38	32, 5	sylan2 599	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
39	37, 38	sge0fsummpt 46840	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
40	39	3ad2ant1 1139	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
41		simpll 772	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝜑)
42	32	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
43		eqidd 2741	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
44	41, 42, 43	syl2anc 590	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
45	1	eleq2i 2832	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
46	45	bilani 505	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
47	6	recnd 11171	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
48	41, 42, 47	syl2anc 590	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
49	44, 46, 48	fsumser 15690	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
50	49	3adant3 1138	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
51	40, 50	eqtrd 2775	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
52	10	eqcomi 2749	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ seq𝑀( + , 𝐹) = 𝐺
53	52	fveq1i 6835	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗)
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗))
55		simp3 1144	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
56	51, 54, 55	3eqtrrd 2780	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 = (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))))
57	4	feqmptd 6902	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘)))
58	57	fveq2d 6838	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
59	58	3ad2ant1 1139	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
60	56, 59	breq12d 5092	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹) ↔ (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘)))))
61	36, 60	mpbird 258	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
62	61	3exp 1125	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
63	62	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
64	63	rexlimdv 3139	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹)))
65	29, 64	mpd 15	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
66	65	ralrimiva 3132	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ran 𝐺 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
67		nfv 1921	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
68	18	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑍 ∈ V)
69	5	ad4ant14 758	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
70		simplr 774	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 ∈ ℝ)
71		simpr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
72	58	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
73	71, 72	breqtrd 5105	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
74	73	adantlr 721	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
75	67, 68, 69, 70, 74	sge0gtfsumgt 46893	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
76	2	3ad2ant1 1139	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑀 ∈ ℤ)
77		elpwinss 45504	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
78	77	3ad2ant2 1140	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
79		elinel2 4138	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ∈ Fin)
80	79	3ad2ant2 1140	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ∈ Fin)
81	76, 1, 78, 80	uzfissfz 45778	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
82	81	3adant1r 1184	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
83		simpl1r 1232	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 ∈ ℝ)
84	79	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → 𝑤 ∈ Fin)
85	57, 6	fmpt3d 7064	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
86	85	ad2antrr 732	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
87	77	sselda 3922	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
88	87	adantll 720	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
89	86, 88	ffvelcdmd 7033	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
90	84, 89	fsumrecl 15694	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
91	90	ad4ant13 757	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
92	91	3adantl3 1175	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
93	32, 6	sylan2 599	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
94	37, 93	fsumrecl 15694	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
95	94	ad3antrrr 736	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
96	95	3adantl3 1175	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
97		simpl3 1200	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
98	37	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
99	93	adantlr 721	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
100		0xr 11190	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 0 ∈ ℝ*
101	100	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ∈ ℝ*)
102		pnfxr 11197	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
103	102	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → +∞ ∈ ℝ*)
104		icogelb 13347	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
105	101, 103, 5, 104	syl3anc 1379	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
106	32, 105	sylan2 599	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
107	106	adantlr 721	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
108		simpr 485	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
109	98, 99, 107, 108	fsumless 15757	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
110	109	adantlr 721	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
111	110	3ad2antl1 1192	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
112	83, 92, 96, 97, 111	ltletrd 11304	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
113	112	ex 413	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → (𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)))
114	113	reximdv 3155	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)))
115	82, 114	mpd 15	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
116	115	3exp 1125	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))))
117	116	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))))
118	117	rexlimdv 3139	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (∃𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)))
119	75, 118	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
120	9	ffnd 6663	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
121	120	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
122	46, 45	sylibr 235	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
123		fnfvelrn 7028	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
124	121, 122, 123	syl2anc 590	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
125	10	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹))
126	125	rneqd 5887	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ran 𝐺 = ran seq𝑀( + , 𝐹))
127	49, 126	eleq12d 2834	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹)))
128	124, 127	mpbird 258	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
129	128	adantlr 721	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
130	129	3adant3 1138	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
131		simp3 1144	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
132		breq2 5083	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → (𝑧 < 𝑦 ↔ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)))
133	132	rspcev 3567	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
134	130, 131, 133	syl2anc 590	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
135	134	3exp 1125	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)))
136	135	rexlimdv 3139	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
137	136	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
138	119, 137	mpd 15	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
139	138	ex 413	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
140	139	ralrimiva 3132	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
141		supxr2 13264	. . 3 ⊢ (((ran 𝐺 ⊆ ℝ* ∧ (Σ^‘𝐹) ∈ ℝ*) ∧ (∀𝑧 ∈ ran 𝐺 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹) ∧ ∀𝑧 ∈ ℝ (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))) → sup(ran 𝐺, ℝ*, < ) = (Σ^‘𝐹))
142	17, 23, 66, 140, 141	syl22anc 844	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran 𝐺, ℝ*, < ) = (Σ^‘𝐹))
143	142	eqcomd 2746	1 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = sup(ran 𝐺, ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   ∧ w3a 1092   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∀wral 3054  ∃wrex 3064  Vcvv 3432   ∩ cin 3889   ⊆ wss 3890  𝒫 cpw 4536   class class class wbr 5079   ↦ cmpt 5160  ran crn 5626   Fn wfn 6487  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363  Fincfn 8890  supcsup 9350  ℂcc 11034  ℝcr 11035  0cc0 11036   + caddc 11039  +∞cpnf 11174  ℝ^*cxr 11176   < clt 11177   ≤ cle 11178  ℤcz 12522  ℤ_≥cuz 12786  [,)cico 13298  [,]cicc 13299  ...cfz 13459  seqcseq 13961  Σcsu 15646  Σ^{^}csumge0 46812

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-inf2 9560  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113  ax-pre-sup 11114

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-se 5579  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-er 8640  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-sup 9352  df-oi 9422  df-card 9861  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-div 11806  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-n0 12436  df-z 12523  df-uz 12787  df-rp 12941  df-ico 13302  df-icc 13303  df-fz 13460  df-fzo 13607  df-seq 13962  df-exp 14022  df-hash 14291  df-cj 15059  df-re 15060  df-im 15061  df-sqrt 15195  df-abs 15196  df-clim 15448  df-sum 15647  df-sumge0 46813

This theorem is referenced by:  voliunsge0lem  46922  ovolval2  47094