Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  esumlef Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem esumlef 30481
Description: If all of the terms of an extended sums compare, so do the sums. (Contributed by Thierry Arnoux, 8-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
esumaddf.0 𝑘𝜑
esumaddf.a 𝑘𝐴
esumaddf.1 (𝜑𝐴𝑉)
esumaddf.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esumaddf.3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
esumlef.3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵𝐶)
Assertion
Ref Expression
esumlef (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘𝐴𝐶)
Distinct variable group:   𝑘,𝑉
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐴(𝑘)   𝐵(𝑘)   𝐶(𝑘)

Proof of Theorem esumlef
StepHypRef Expression
1 iccssxr 12480 . . . . 5 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
2 esumaddf.1 . . . . . 6 (𝜑𝐴𝑉)
3 esumaddf.0 . . . . . . 7 𝑘𝜑
4 esumaddf.2 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
54ex 398 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
63, 5ralrimi 3109 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
7 esumaddf.a . . . . . . 7 𝑘𝐴
87esumcl 30449 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
92, 6, 8syl2anc 574 . . . . 5 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
101, 9sseldi 3756 . . . 4 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ*)
11 esumaddf.3 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
121, 11sseldi 3756 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ*)
131, 4sseldi 3756 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
1413xnegcld 12354 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → -𝑒𝐵 ∈ ℝ*)
1512, 14xaddcld 12355 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*)
16 esumlef.3 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵𝐶)
17 xsubge0 12315 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ↔ 𝐵𝐶))
1812, 13, 17syl2anc 574 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ↔ 𝐵𝐶))
1916, 18mpbird 248 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))
20 pnfge 12186 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)
2115, 20syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)
22 0xr 10309 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
23 pnfxr 10315 . . . . . . . . . 10 +∞ ∈ ℝ*
24 elicc1 12443 . . . . . . . . . 10 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
2522, 23, 24mp2an 673 . . . . . . . . 9 ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞))
2615, 19, 21, 25syl3anbrc 1434 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
2726ex 398 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘𝐴 → (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞)))
283, 27ralrimi 3109 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
297esumcl 30449 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
302, 28, 29syl2anc 574 . . . . 5 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞))
311, 30sseldi 3756 . . . 4 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*)
3222a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ∈ ℝ*)
3323a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
34 elicc4 12464 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
3532, 33, 31, 34syl3anc 1480 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ (0[,]+∞) ↔ (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞)))
3630, 35mpbid 223 . . . . 5 (𝜑 → (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ≤ +∞))
3736simpld 483 . . . 4 (𝜑 → 0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))
38 xraddge02 29878 . . . . 5 ((Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵))))
3938imp 394 . . . 4 (((Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) ∧ 0 ≤ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)))
4010, 31, 37, 39syl21anc 855 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)))
41 xaddcom 12295 . . . 4 ((Σ*𝑘𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) ∈ ℝ*) → (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) = (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
4210, 31, 41syl2anc 574 . . 3 (𝜑 → (Σ*𝑘𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵)) = (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
4340, 42breqtrd 4823 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
443, 7, 2, 26, 4esumaddf 30480 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵))
45 xrge0npcan 30051 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝐵 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝐵𝐶) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
4611, 4, 16, 45syl3anc 1480 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
4746ex 398 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘𝐴 → ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶))
483, 47ralrimi 3109 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 ((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = 𝐶)
493, 48esumeq2d 30456 . . 3 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴((𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 𝐵) = Σ*𝑘𝐴𝐶)
5044, 49eqtr3d 2810 . 2 (𝜑 → (Σ*𝑘𝐴(𝐶 +𝑒 -𝑒𝐵) +𝑒 Σ*𝑘𝐴𝐵) = Σ*𝑘𝐴𝐶)
5143, 50breqtrd 4823 1 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘𝐴𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 383  w3a 1098   = wceq 1634  wnf 1859  wcel 2148  wnfc 2903  wral 3064   class class class wbr 4797  (class class class)co 6812  0cc0 10159  +∞cpnf 10294  *cxr 10296  cle 10298  -𝑒cxne 12165   +𝑒 cxad 12166  [,]cicc 12402  Σ*cesum 30446
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1873  ax-4 1888  ax-5 1994  ax-6 2060  ax-7 2096  ax-8 2150  ax-9 2157  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2206  ax-13 2411  ax-ext 2754  ax-rep 4917  ax-sep 4928  ax-nul 4936  ax-pow 4988  ax-pr 5048  ax-un 7117  ax-inf2 8723  ax-cnex 10215  ax-resscn 10216  ax-1cn 10217  ax-icn 10218  ax-addcl 10219  ax-addrcl 10220  ax-mulcl 10221  ax-mulrcl 10222  ax-mulcom 10223  ax-addass 10224  ax-mulass 10225  ax-distr 10226  ax-i2m1 10227  ax-1ne0 10228  ax-1rid 10229  ax-rnegex 10230  ax-rrecex 10231  ax-cnre 10232  ax-pre-lttri 10233  ax-pre-lttrn 10234  ax-pre-ltadd 10235  ax-pre-mulgt0 10236  ax-pre-sup 10237  ax-addf 10238  ax-mulf 10239
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 384  df-or 864  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1637  df-fal 1640  df-ex 1856  df-nf 1861  df-sb 2053  df-eu 2625  df-mo 2626  df-clab 2761  df-cleq 2767  df-clel 2770  df-nfc 2905  df-ne 2947  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3071  df-rmo 3072  df-rab 3073  df-v 3357  df-sbc 3594  df-csb 3689  df-dif 3732  df-un 3734  df-in 3736  df-ss 3743  df-pss 3745  df-nul 4074  df-if 4236  df-pw 4309  df-sn 4327  df-pr 4329  df-tp 4331  df-op 4333  df-uni 4586  df-int 4623  df-iun 4667  df-iin 4668  df-br 4798  df-opab 4860  df-mpt 4877  df-tr 4900  df-id 5171  df-eprel 5176  df-po 5184  df-so 5185  df-fr 5222  df-se 5223  df-we 5224  df-xp 5269  df-rel 5270  df-cnv 5271  df-co 5272  df-dm 5273  df-rn 5274  df-res 5275  df-ima 5276  df-pred 5834  df-ord 5880  df-on 5881  df-lim 5882  df-suc 5883  df-iota 6005  df-fun 6044  df-fn 6045  df-f 6046  df-f1 6047  df-fo 6048  df-f1o 6049  df-fv 6050  df-isom 6051  df-riota 6773  df-ov 6815  df-oprab 6816  df-mpt2 6817  df-of 7065  df-om 7234  df-1st 7336  df-2nd 7337  df-supp 7468  df-wrecs 7580  df-recs 7642  df-rdg 7680  df-1o 7734  df-2o 7735  df-oadd 7738  df-er 7917  df-map 8032  df-pm 8033  df-ixp 8084  df-en 8131  df-dom 8132  df-sdom 8133  df-fin 8134  df-fsupp 8453  df-fi 8494  df-sup 8525  df-inf 8526  df-oi 8592  df-card 8986  df-cda 9213  df-pnf 10299  df-mnf 10300  df-xr 10301  df-ltxr 10302  df-le 10303  df-sub 10491  df-neg 10492  df-div 10908  df-nn 11244  df-2 11302  df-3 11303  df-4 11304  df-5 11305  df-6 11306  df-7 11307  df-8 11308  df-9 11309  df-n0 11517  df-z 11602  df-dec 11718  df-uz 11911  df-q 12014  df-rp 12053  df-xneg 12168  df-xadd 12169  df-xmul 12170  df-ioo 12403  df-ioc 12404  df-ico 12405  df-icc 12406  df-fz 12556  df-fzo 12696  df-fl 12823  df-mod 12899  df-seq 13031  df-exp 13090  df-fac 13287  df-bc 13316  df-hash 13344  df-shft 14037  df-cj 14069  df-re 14070  df-im 14071  df-sqrt 14205  df-abs 14206  df-limsup 14432  df-clim 14449  df-rlim 14450  df-sum 14647  df-ef 15026  df-sin 15028  df-cos 15029  df-pi 15031  df-struct 16086  df-ndx 16087  df-slot 16088  df-base 16090  df-sets 16091  df-ress 16092  df-plusg 16182  df-mulr 16183  df-starv 16184  df-sca 16185  df-vsca 16186  df-ip 16187  df-tset 16188  df-ple 16189  df-ds 16192  df-unif 16193  df-hom 16194  df-cco 16195  df-rest 16311  df-topn 16312  df-0g 16330  df-gsum 16331  df-topgen 16332  df-pt 16333  df-prds 16336  df-ordt 16389  df-xrs 16390  df-qtop 16395  df-imas 16396  df-xps 16398  df-mre 16474  df-mrc 16475  df-acs 16477  df-ps 17428  df-tsr 17429  df-plusf 17469  df-mgm 17470  df-sgrp 17512  df-mnd 17523  df-mhm 17563  df-submnd 17564  df-grp 17653  df-minusg 17654  df-sbg 17655  df-mulg 17769  df-subg 17819  df-cntz 17977  df-cmn 18422  df-abl 18423  df-mgp 18718  df-ur 18730  df-ring 18777  df-cring 18778  df-subrg 19008  df-abv 19047  df-lmod 19095  df-scaf 19096  df-sra 19407  df-rgmod 19408  df-psmet 19973  df-xmet 19974  df-met 19975  df-bl 19976  df-mopn 19977  df-fbas 19978  df-fg 19979  df-cnfld 19982  df-top 20939  df-topon 20956  df-topsp 20978  df-bases 20991  df-cld 21064  df-ntr 21065  df-cls 21066  df-nei 21143  df-lp 21181  df-perf 21182  df-cn 21272  df-cnp 21273  df-haus 21360  df-tx 21606  df-hmeo 21799  df-fil 21890  df-fm 21982  df-flim 21983  df-flf 21984  df-tmd 22116  df-tgp 22117  df-tsms 22170  df-trg 22203  df-xms 22365  df-ms 22366  df-tms 22367  df-nm 22627  df-ngp 22628  df-nrg 22630  df-nlm 22631  df-ii 22920  df-cncf 22921  df-limc 23871  df-dv 23872  df-log 24545  df-esum 30447
This theorem is referenced by:  esumpinfval  30492  esumpinfsum  30496  esum2d  30512  omssubadd  30719
  Copyright terms: Public domain W3C validator