Theorem sge0val 45161

Description: The value of the sum of nonnegative extended reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)

Assertion

Ref	Expression
sge0val	⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → (Σ^‘𝐹) = if(+∞ ∈ ran 𝐹, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < )))

Distinct variable groups:   𝑤,𝐹,𝑦   𝑦,𝑋

Allowed substitution hints:   𝑉(𝑦,𝑤)   𝑋(𝑤)

Proof of Theorem sge0val

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-sumge0 45158	. . 3 ⊢ Σ^ = (𝑥 ∈ V ↦ if(+∞ ∈ ran 𝑥, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)), ℝ*, < )))
2	1	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → Σ^ = (𝑥 ∈ V ↦ if(+∞ ∈ ran 𝑥, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)), ℝ*, < ))))
3		rneq 5935	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → ran 𝑥 = ran 𝐹)
4	3	eleq2d 2819	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (+∞ ∈ ran 𝑥 ↔ +∞ ∈ ran 𝐹))
5	4	adantl 482	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → (+∞ ∈ ran 𝑥 ↔ +∞ ∈ ran 𝐹))
6		dmeq 5903	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → dom 𝑥 = dom 𝐹)
7	6	adantl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑥 = 𝐹) → dom 𝑥 = dom 𝐹)
8		fdm 6726	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) → dom 𝐹 = 𝑋)
9	8	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑥 = 𝐹) → dom 𝐹 = 𝑋)
10	7, 9	eqtrd 2772	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑥 = 𝐹) → dom 𝑥 = 𝑋)
11	10	pweqd 4619	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑥 = 𝐹) → 𝒫 dom 𝑥 = 𝒫 𝑋)
12	11	ineq1d 4211	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑥 = 𝐹) → (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) = (𝒫 𝑋 ∩ Fin))
13	12	mpteq1d 5243	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞) ∧ 𝑥 = 𝐹) → (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)) = (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)))
14	13	adantll 712	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)) = (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)))
15		fveq1 6890	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (𝑥‘𝑤) = (𝐹‘𝑤))
16	15	sumeq2sdv 15652	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤) = Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤))
17	16	mpteq2dv 5250	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐹 → (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)) = (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)))
18	17	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)) = (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)))
19	14, 18	eqtrd 2772	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)) = (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)))
20	19	rneqd 5937	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → ran (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)) = ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)))
21	20	supeq1d 9443	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)), ℝ*, < ) = sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < ))
22	5, 21	ifbieq2d 4554	. 2 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) ∧ 𝑥 = 𝐹) → if(+∞ ∈ ran 𝑥, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 dom 𝑥 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝑥‘𝑤)), ℝ*, < )) = if(+∞ ∈ ran 𝐹, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < )))
23		simpr 485	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞))
24		simpl 483	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → 𝑋 ∈ 𝑉)
25	23, 24	fexd 7231	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → 𝐹 ∈ V)
26		pnfxr 11270	. . . 4 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
27	26	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → +∞ ∈ ℝ*)
28		xrltso 13122	. . . . 5 ⊢ < Or ℝ*
29	28	supex 9460	. . . 4 ⊢ sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < ) ∈ V
30	29	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < ) ∈ V)
31	27, 30	ifexd 4576	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → if(+∞ ∈ ran 𝐹, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < )) ∈ V)
32	2, 22, 25, 31	fvmptd 7005	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑋⟶(0[,]+∞)) → (Σ^‘𝐹) = if(+∞ ∈ ran 𝐹, +∞, sup(ran (𝑦 ∈ (𝒫 𝑋 ∩ Fin) ↦ Σ𝑤 ∈ 𝑦 (𝐹‘𝑤)), ℝ*, < )))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  Vcvv 3474   ∩ cin 3947  ifcif 4528  𝒫 cpw 4602   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676  ran crn 5677  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7411  Fincfn 8941  supcsup 9437  0cc0 11112  +∞cpnf 11247  ℝ^*cxr 11249   < clt 11250  [,]cicc 13329  Σcsu 15634  Σ^{^}csumge0 45157

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-nn 12215  df-n0 12475  df-z 12561  df-uz 12825  df-fz 13487  df-seq 13969  df-sum 15635  df-sumge0 45158

This theorem is referenced by:  sge0vald  45164