Theorem sge0seq 47018

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 13474	. . . . . . . 8 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
4		sge0seq.f	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,)+∞))
5	4	ffvelcdmda 7069	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
6	3, 5	sselid 3937	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
7		readdcl 11171	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
8	7	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
9	1, 2, 6, 8	seqf 14050	. . . . . 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 6677	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺:𝑍⟶ℝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℝ))
13	9, 12	mpbird 260	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:𝑍⟶ℝ)
14	13	frnd 6704	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ)
15		ressxr 11241	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℝ*
16	15	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ*)
17	14, 16	sstrd 3949	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ*)
18	1	fvexi 6885	. . . . 5 ⊢ 𝑍 ∈ V
19	18	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ V)
20		icossicc 13454	. . . . . 6 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
21	20	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞))
22	4, 21	fssd 6713	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,]+∞))
23	19, 22	sge0xrcl 46957	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) ∈ ℝ*)
24		simpr 489	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → 𝑧 ∈ ran 𝐺)
25	13	ffnd 6696	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐺 Fn 𝑍)
26		fvelrnb 6931	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 Fn 𝑍 → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
27	25, 26	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
28	27	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑧 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧))
29	24, 28	mpbid 235	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
30	20, 5	sselid 3937	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,]+∞))
31		elfzuz 13539	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
32	31, 1	eleqtrrdi 2876	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ 𝑍)
33	32	ssriv 3943	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍
34	33	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍)
35	19, 30, 34	sge0lessmpt 46971	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
36	35	3ad2ant1 1149	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
37		fzfid 14000	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
38	32, 5	sylan2 604	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
39	37, 38	sge0fsummpt 46962	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
40	39	3ad2ant1 1149	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
41		simpll 778	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝜑)
42	32	adantl 486	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
43		eqidd 2766	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
44	41, 42, 43	syl2anc 595	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
45	1	eleq2i 2857	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
46	45	bilani 509	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
47	6	recnd 11225	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
48	41, 42, 47	syl2anc 595	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
49	44, 46, 48	fsumser 15771	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
50	49	3adant3 1148	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
51	40, 50	eqtrd 2800	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
52	10	eqcomi 2774	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ seq𝑀( + , 𝐹) = 𝐺
53	52	fveq1i 6872	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗)
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗))
55		simp3 1154	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
56	51, 54, 55	3eqtrrd 2805	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 = (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))))
57	4	feqmptd 6939	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘)))
58	57	fveq2d 6875	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
59	58	3ad2ant1 1149	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
60	56, 59	breq12d 5118	. . . . . . . . 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 260	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
62	61	3exp 1135	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
63	62	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
64	63	rexlimdv 3164	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹)))
65	29, 64	mpd 16	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
66	65	ralrimiva 3157	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ran 𝐺 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
67		nfv 1937	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
68	18	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑍 ∈ V)
69	5	ad4ant14 764	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
70		simplr 780	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 ∈ ℝ)
71		simpr 489	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
72	58	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
73	71, 72	breqtrd 5131	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
74	73	adantlr 727	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
75	67, 68, 69, 70, 74	sge0gtfsumgt 47015	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
76	2	3ad2ant1 1149	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑀 ∈ ℤ)
77		elpwinss 45627	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
78	77	3ad2ant2 1150	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
79		elinel2 4157	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ∈ Fin)
80	79	3ad2ant2 1150	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ∈ Fin)
81	76, 1, 78, 80	uzfissfz 45900	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
82	81	3adant1r 1194	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
83		simpl1r 1242	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 ∈ ℝ)
84	79	adantl 486	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → 𝑤 ∈ Fin)
85	57, 6	fmpt3d 7101	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
86	85	ad2antrr 738	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
87	77	sselda 3939	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
88	87	adantll 726	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
89	86, 88	ffvelcdmd 7070	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
90	84, 89	fsumrecl 15775	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
91	90	ad4ant13 763	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
92	91	3adantl3 1185	. . . . . . . . . . . . . 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 604	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
94	37, 93	fsumrecl 15775	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
95	94	ad3antrrr 742	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
96	95	3adantl3 1185	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
97		simpl3 1210	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
98	37	adantr 485	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
99	93	adantlr 727	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
100		0xr 11244	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 0 ∈ ℝ*
101	100	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ∈ ℝ*)
102		pnfxr 11251	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
103	102	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → +∞ ∈ ℝ*)
104		icogelb 13414	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
105	101, 103, 5, 104	syl3anc 1394	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
106	32, 105	sylan2 604	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
107	106	adantlr 727	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
108		simpr 489	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
109	98, 99, 107, 108	fsumless 15838	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
110	109	adantlr 727	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
111	110	3ad2antl1 1202	. . . . . . . . . . . . . 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 11358	. . . . . . . . . . . . 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 417	. . . . . . . . . . . 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 3180	. . . . . . . . . . 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 16	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
116	115	3exp 1135	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))))
117	116	adantr 485	. . . . . . . 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 3164	. . . . . . 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 16	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
120	9	ffnd 6696	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
121	120	adantr 485	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
122	46, 45	sylibr 237	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
123		fnfvelrn 7065	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
124	121, 122, 123	syl2anc 595	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
125	10	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹))
126	125	rneqd 5919	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ran 𝐺 = ran seq𝑀( + , 𝐹))
127	49, 126	eleq12d 2859	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹)))
128	124, 127	mpbird 260	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
129	128	adantlr 727	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
130	129	3adant3 1148	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
131		simp3 1154	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
132		breq2 5109	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → (𝑧 < 𝑦 ↔ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)))
133	132	rspcev 3584	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
134	130, 131, 133	syl2anc 595	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
135	134	3exp 1135	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)))
136	135	rexlimdv 3164	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
137	136	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
138	119, 137	mpd 16	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
139	138	ex 417	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
140	139	ralrimiva 3157	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
141		supxr2 13331	. . 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 851	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran 𝐺, ℝ*, < ) = (Σ^‘𝐹))
143	142	eqcomd 2771	1 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = sup(ran 𝐺, ℝ*, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1563   ∈ wcel 2145  ∀wral 3079  ∃wrex 3089  Vcvv 3457   ∩ cin 3906   ⊆ wss 3907  𝒫 cpw 4558   class class class wbr 5105   ↦ cmpt 5186  ran crn 5653   Fn wfn 6520  ⟶wf 6521  ‘cfv 6525  (class class class)co 7400  Fincfn 8931  supcsup 9388  ℂcc 11086  ℝcr 11087  0cc0 11088   + caddc 11091  +∞cpnf 11228  ℝ^*cxr 11230   < clt 11231   ≤ cle 11232  ℤcz 12582  ℤ_≥cuz 12853  [,)cico 13365  [,]cicc 13366  ...cfz 13526  seqcseq 14028  Σcsu 15727  Σ^{^}csumge0 46934

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722  ax-inf2 9598  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165  ax-pre-sup 11166

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-er 8682  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-fin 8935  df-sup 9390  df-oi 9460  df-card 9913  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-div 11860  df-nn 12225  df-2 12294  df-3 12295  df-n0 12496  df-z 12583  df-uz 12854  df-rp 13008  df-ico 13369  df-icc 13370  df-fz 13527  df-fzo 13674  df-seq 14029  df-exp 14089  df-hash 14358  df-cj 15140  df-re 15141  df-im 15142  df-sqrt 15276  df-abs 15277  df-clim 15529  df-sum 15728  df-sumge0 46935

This theorem is referenced by:  voliunsge0lem  47044  ovolval2  47216