Theorem sge0seq 47201

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 13501	. . . . . . . 8 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ ℝ
4		sge0seq.f	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,)+∞))
5	4	ffvelcdmda 7086	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
6	3, 5	sselid 3938	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
7		readdcl 11201	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
8	7	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝑖 ∈ ℝ)) → (𝑘 + 𝑖) ∈ ℝ)
9	1, 2, 6, 8	seqf 14079	. . . . . 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 6694	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺:𝑍⟶ℝ ↔ seq𝑀( + , 𝐹):𝑍⟶ℝ))
13	9, 12	mpbird 260	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:𝑍⟶ℝ)
14	13	frnd 6721	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ)
15		ressxr 11271	. . . . 5 ⊢ ℝ ⊆ ℝ*
16	15	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ℝ ⊆ ℝ*)
17	14, 16	sstrd 3950	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ ℝ*)
18	1	fvexi 6902	. . . . 5 ⊢ 𝑍 ∈ V
19	18	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ V)
20		icossicc 13481	. . . . . 6 ⊢ (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞)
21	20	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (0[,)+∞) ⊆ (0[,]+∞))
22	4, 21	fssd 6730	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶(0[,]+∞))
23	19, 22	sge0xrcl 47140	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) ∈ ℝ*)
24		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → 𝑧 ∈ ran 𝐺)
25	13	ffnd 6713	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐺 Fn 𝑍)
26		fvelrnb 6948	. . . . . . . 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 486	. . . . . 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 3938	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,]+∞))
31		elfzuz 13566	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
32	31, 1	eleqtrrdi 2877	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) → 𝑘 ∈ 𝑍)
33	32	ssriv 3944	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍
34	33	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ⊆ 𝑍)
35	19, 30, 34	sge0lessmpt 47154	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
36	35	3ad2ant1 1151	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) ≤ (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
37		fzfid 14029	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
38	32, 5	sylan2 605	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
39	37, 38	sge0fsummpt 47145	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
40	39	3ad2ant1 1151	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
41		simpll 779	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝜑)
42	32	adantl 487	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 𝑘 ∈ 𝑍)
43		eqidd 2767	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
44	41, 42, 43	syl2anc 596	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑘))
45	1	eleq2i 2858	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 ↔ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
46	45	bilani 510	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
47	6	recnd 11255	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
48	41, 42, 47	syl2anc 596	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
49	44, 46, 48	fsumser 15807	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
50	49	3adant3 1150	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
51	40, 50	eqtrd 2801	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗))
52	10	eqcomi 2775	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ seq𝑀( + , 𝐹) = 𝐺
53	52	fveq1i 6889	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗)
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) = (𝐺‘𝑗))
55		simp3 1156	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (𝐺‘𝑗) = 𝑧)
56	51, 54, 55	3eqtrrd 2806	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → 𝑧 = (Σ^‘(𝑘 ∈ (𝑀...𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))))
57	4	feqmptd 6956	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘)))
58	57	fveq2d 6892	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
59	58	3ad2ant1 1151	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝐺‘𝑗) = 𝑧) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
60	56, 59	breq12d 5127	. . . . . . . . 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 1137	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
63	62	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ran 𝐺) → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝐺‘𝑗) = 𝑧 → 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))))
64	63	rexlimdv 3167	. . . . 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 3160	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ran 𝐺 𝑧 ≤ (Σ^‘𝐹))
67		nfv 1947	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
68	18	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑍 ∈ V)
69	5	ad4ant14 765	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞))
70		simplr 781	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 ∈ ℝ)
71		simpr 490	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘𝐹))
72	58	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → (Σ^‘𝐹) = (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
73	71, 72	breqtrd 5142	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
74	73	adantlr 728	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → 𝑧 < (Σ^‘(𝑘 ∈ 𝑍 ↦ (𝐹‘𝑘))))
75	67, 68, 69, 70, 74	sge0gtfsumgt 47198	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑧 < (Σ^‘𝐹)) → ∃𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
76	2	3ad2ant1 1151	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑀 ∈ ℤ)
77		elpwinss 45810	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
78	77	3ad2ant2 1152	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ⊆ 𝑍)
79		elinel2 4158	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → 𝑤 ∈ Fin)
80	79	3ad2ant2 1152	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → 𝑤 ∈ Fin)
81	76, 1, 78, 80	uzfissfz 46083	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
82	81	3adant1r 1196	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
83		simpl1r 1244	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 ∈ ℝ)
84	79	adantl 487	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → 𝑤 ∈ Fin)
85	57, 6	fmpt3d 7118	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
86	85	ad2antrr 739	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝐹:𝑍⟶ℝ)
87	77	sselda 3940	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
88	87	adantll 727	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → 𝑘 ∈ 𝑍)
89	86, 88	ffvelcdmd 7087	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑤) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
90	84, 89	fsumrecl 15811	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
91	90	ad4ant13 764	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
92	91	3adantl3 1187	. . . . . . . . . . . . . 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 605	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
94	37, 93	fsumrecl 15811	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
95	94	ad3antrrr 743	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
96	95	3adantl3 1187	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
97		simpl3 1212	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘)) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘))
98	37	adantr 486	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → (𝑀...𝑗) ∈ Fin)
99	93	adantlr 728	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
100		0xr 11274	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 0 ∈ ℝ*
101	100	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ∈ ℝ*)
102		pnfxr 11281	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
103	102	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → +∞ ∈ ℝ*)
104		icogelb 13441	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑘) ∈ (0[,)+∞)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
105	101, 103, 5, 104	syl3anc 1398	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
106	32, 105	sylan2 605	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
107	106	adantlr 728	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)) → 0 ≤ (𝐹‘𝑘))
108		simpr 490	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗))
109	98, 99, 107, 108	fsumless 15874	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
110	109	adantlr 728	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑤 ⊆ (𝑀...𝑗)) → Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) ≤ Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
111	110	3ad2antl1 1204	. . . . . . . . . . . . . 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 11388	. . . . . . . . . . . . 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 418	. . . . . . . . . . . 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 3183	. . . . . . . . . . 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 1137	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑤 ∈ (𝒫 𝑍 ∩ Fin) → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ 𝑤 (𝐹‘𝑘) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))))
117	116	adantr 486	. . . . . . . 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 3167	. . . . . . 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 6713	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
121	120	adantr 486	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍)
122	46, 45	sylibr 237	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝑗 ∈ 𝑍)
123		fnfvelrn 7082	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((seq𝑀( + , 𝐹) Fn 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
124	121, 122, 123	syl2anc 596	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑗) ∈ ran seq𝑀( + , 𝐹))
125	10	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → 𝐺 = seq𝑀( + , 𝐹))
126	125	rneqd 5933	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → ran 𝐺 = ran seq𝑀( + , 𝐹))
127	49, 126	eleq12d 2860	. . . . . . . . . . . . 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 728	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
130	129	3adant3 1150	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ran 𝐺)
131		simp3 1156	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘))
132		breq2 5118	. . . . . . . . . . 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 596	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘)) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)
135	134	3exp 1137	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦)))
136	135	rexlimdv 3167	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ 𝑍 𝑧 < Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑗)(𝐹‘𝑘) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
137	136	adantr 486	. . . . . 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 418	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
140	139	ralrimiva 3160	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ ℝ (𝑧 < (Σ^‘𝐹) → ∃𝑦 ∈ ran 𝐺 𝑧 < 𝑦))
141		supxr2 13358	. . 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 852	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(ran 𝐺, ℝ*, < ) = (Σ^‘𝐹))
143	142	eqcomd 2772	1 ⊢ (𝜑 → (Σ^‘𝐹) = sup(ran 𝐺, ℝ*, < ))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  ∀wral 3082  ∃wrex 3092  Vcvv 3458   ∩ cin 3907   ⊆ wss 3908  𝒫 cpw 4567   class class class wbr 5114   ↦ cmpt 5197  ran crn 5667   Fn wfn 6538  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7423  Fincfn 8952  supcsup 9410  ℂcc 11116  ℝcr 11117  0cc0 11118   + caddc 11121  +∞cpnf 11258  ℝ^*cxr 11260   < clt 11261   ≤ cle 11262  ℤcz 12609  ℤ_≥cuz 12880  [,)cico 13392  [,]cicc 13393  ...cfz 13553  seqcseq 14057  Σcsu 15763  Σ^{^}csumge0 47117

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-inf2 9620  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-sup 9412  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11890  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-n0 12523  df-z 12610  df-uz 12881  df-rp 13035  df-ico 13396  df-icc 13397  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-seq 14058  df-exp 14118  df-hash 14387  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-clim 15565  df-sum 15764  df-sumge0 47118

This theorem is used by:  voliunsge0lem  47227  ovolval2  47399