Theorem sge0seq 46984

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 13457	. . . . . . . 8 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
4		sge0seq.f	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,)+∞))
5	4	ffvelcdmda 7061	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
6	3, 5	sselid 3934	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
7		readdcl 11153	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
8	7	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
9	1, 2, 6, 8	seqf 14033	. . . . . 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 6669	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺:𝑍⟶ℝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℝ))
13	9, 12	mpbird 259	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:𝑍⟶ℝ)
14	13	frnd 6696	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ)
15		ressxr 11223	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℝ*
16	15	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ*)
17	14, 16	sstrd 3946	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ*)
18	1	fvexi 6877	. . . . 5 ⊢ 𝑍 ∈ V
19	18	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ V)
20		icossicc 13437	. . . . . 6 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
21	20	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞))
22	4, 21	fssd 6705	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,]+∞))
23	19, 22	sge0xrcl 46923	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) ∈ ℝ*)
24		simpr 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → 𝑧 ∈ ran 𝐺)
25	13	ffnd 6688	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐺 Fn 𝑍)
26		fvelrnb 6923	. . . . . . . 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 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
29	24, 28	mpbid 234	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
30	20, 5	sselid 3934	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,]+∞))
31		elfzuz 13522	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
32	31, 1	eleqtrrdi 2872	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ 𝑍)
33	32	ssriv 3940	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍
34	33	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍)
35	19, 30, 34	sge0lessmpt 46937	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
36	35	3ad2ant1 1145	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
37		fzfid 13983	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
38	32, 5	sylan2 602	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
39	37, 38	sge0fsummpt 46928	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
40	39	3ad2ant1 1145	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
41		simpll 776	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝜑)
42	32	adantl 485	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
43		eqidd 2762	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
44	41, 42, 43	syl2anc 593	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
45	1	eleq2i 2853	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
46	45	bilani 508	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
47	6	recnd 11207	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
48	41, 42, 47	syl2anc 593	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
49	44, 46, 48	fsumser 15740	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
50	49	3adant3 1144	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
51	40, 50	eqtrd 2796	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
52	10	eqcomi 2770	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ seq𝑀( + , 𝐹) = 𝐺
53	52	fveq1i 6864	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗)
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗))
55		simp3 1150	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
56	51, 54, 55	3eqtrrd 2801	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 = (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))))
57	4	feqmptd 6931	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘)))
58	57	fveq2d 6867	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
59	58	3ad2ant1 1145	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
60	56, 59	breq12d 5112	. . . . . . . . 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 259	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
62	61	3exp 1131	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
63	62	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
64	63	rexlimdv 3160	. . . . 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 3153	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ran 𝐺 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
67		nfv 1933	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
68	18	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑍 ∈ V)
69	5	ad4ant14 762	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
70		simplr 778	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 ∈ ℝ)
71		simpr 488	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
72	58	adantr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
73	71, 72	breqtrd 5125	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
74	73	adantlr 725	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
75	67, 68, 69, 70, 74	sge0gtfsumgt 46981	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
76	2	3ad2ant1 1145	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑀 ∈ ℤ)
77		elpwinss 45593	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
78	77	3ad2ant2 1146	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
79		elinel2 4154	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ∈ Fin)
80	79	3ad2ant2 1146	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ∈ Fin)
81	76, 1, 78, 80	uzfissfz 45866	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
82	81	3adant1r 1190	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
83		simpl1r 1238	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 ∈ ℝ)
84	79	adantl 485	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → 𝑤 ∈ Fin)
85	57, 6	fmpt3d 7093	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
86	85	ad2antrr 736	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
87	77	sselda 3936	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
88	87	adantll 724	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
89	86, 88	ffvelcdmd 7062	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
90	84, 89	fsumrecl 15744	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
91	90	ad4ant13 761	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
92	91	3adantl3 1181	. . . . . . . . . . . . . 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 602	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
94	37, 93	fsumrecl 15744	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
95	94	ad3antrrr 740	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
96	95	3adantl3 1181	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
97		simpl3 1206	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
98	37	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
99	93	adantlr 725	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
100		0xr 11226	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 0 ∈ ℝ*
101	100	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ∈ ℝ*)
102		pnfxr 11233	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
103	102	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → +∞ ∈ ℝ*)
104		icogelb 13397	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
105	101, 103, 5, 104	syl3anc 1389	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
106	32, 105	sylan2 602	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
107	106	adantlr 725	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
108		simpr 488	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
109	98, 99, 107, 108	fsumless 15807	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
110	109	adantlr 725	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
111	110	3ad2antl1 1198	. . . . . . . . . . . . . 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 11340	. . . . . . . . . . . . 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 416	. . . . . . . . . . . 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 3176	. . . . . . . . . . 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 1131	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))))
117	116	adantr 484	. . . . . . . 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 3160	. . . . . . 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 6688	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
121	120	adantr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
122	46, 45	sylibr 236	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
123		fnfvelrn 7057	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
124	121, 122, 123	syl2anc 593	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
125	10	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹))
126	125	rneqd 5912	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ran 𝐺 = ran seq𝑀( + , 𝐹))
127	49, 126	eleq12d 2855	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹)))
128	124, 127	mpbird 259	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
129	128	adantlr 725	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
130	129	3adant3 1144	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
131		simp3 1150	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
132		breq2 5103	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → (𝑧 < 𝑦 ↔ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)))
133	132	rspcev 3581	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
134	130, 131, 133	syl2anc 593	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
135	134	3exp 1131	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)))
136	135	rexlimdv 3160	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
137	136	adantr 484	. . . . . 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 416	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
140	139	ralrimiva 3153	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
141		supxr2 13314	. . 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 849	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran 𝐺, ℝ*, < ) = (Σ^‘𝐹))
143	142	eqcomd 2767	1 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = sup(ran 𝐺, ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399   ∧ w3a 1097   = wceq 1559   ∈ wcel 2141  ∀wral 3075  ∃wrex 3085  Vcvv 3453   ∩ cin 3903   ⊆ wss 3904  𝒫 cpw 4554   class class class wbr 5099   ↦ cmpt 5180  ran crn 5646   Fn wfn 6512  ⟶wf 6513  ‘cfv 6517  (class class class)co 7392  Fincfn 8923  supcsup 9383  ℂcc 11068  ℝcr 11069  0cc0 11070   + caddc 11073  +∞cpnf 11210  ℝ^*cxr 11212   < clt 11213   ≤ cle 11214  ℤcz 12565  ℤ_≥cuz 12836  [,)cico 13348  [,]cicc 13349  ...cfz 13509  seqcseq 14011  Σcsu 15696  Σ^{^}csumge0 46900

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-inf2 9593  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-er 8673  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-sup 9385  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-n0 12479  df-z 12566  df-uz 12837  df-rp 12991  df-ico 13352  df-icc 13353  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-seq 14012  df-exp 14072  df-hash 14341  df-cj 15109  df-re 15110  df-im 15111  df-sqrt 15245  df-abs 15246  df-clim 15498  df-sum 15697  df-sumge0 46901

This theorem is referenced by:  voliunsge0lem  47010  ovolval2  47182