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

Theorem gsumesum 30249
Description: Relate a group sum on (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) to a finite extended sum. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Oct-2017.) (Proof shortened by AV, 12-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
gsumesum.0 𝑘𝜑
gsumesum.1 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
gsumesum.2 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
Assertion
Ref Expression
gsumesum (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = Σ*𝑘𝐴𝐵)
Distinct variable group:   𝐴,𝑘
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐵(𝑘)

Proof of Theorem gsumesum
Dummy variables 𝑎 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 gsumesum.0 . . 3 𝑘𝜑
2 nfcv 2793 . . 3 𝑘𝐴
3 gsumesum.1 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
4 gsumesum.2 . . 3 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5 eqidd 2652 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
61, 2, 3, 4, 5esumval 30236 . 2 (𝜑 → Σ*𝑘𝐴𝐵 = sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))), ℝ*, < ))
7 xrltso 12012 . . . 4 < Or ℝ*
87a1i 11 . . 3 (𝜑 → < Or ℝ*)
9 iccssxr 12294 . . . 4 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
10 xrge0base 29813 . . . . 5 (0[,]+∞) = (Base‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
11 xrge0cmn 19836 . . . . . 6 (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd
1211a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
134ex 449 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
141, 13ralrimi 2986 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
1510, 12, 3, 14gsummptcl 18412 . . . 4 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
169, 15sseldi 3634 . . 3 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*)
17 pwidg 4206 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ Fin → 𝐴 ∈ 𝒫 𝐴)
183, 17syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ 𝒫 𝐴)
1918, 3elind 3831 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
20 eqidd 2652 . . . . 5 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
21 mpteq1 4770 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝐴 → (𝑘𝑥𝐵) = (𝑘𝐴𝐵))
2221oveq2d 6706 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
2322eqeq2d 2661 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ↔ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
2423rspcev 3340 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
2519, 20, 24syl2anc 694 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
26 eqid 2651 . . . . 5 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) = (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
27 ovex 6718 . . . . 5 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ V
2826, 27elrnmpti 5408 . . . 4 (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))
2925, 28sylibr 224 . . 3 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))))
30 simpr 476 . . . . . 6 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → 𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))))
31 mpteq1 4770 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑎 → (𝑘𝑥𝐵) = (𝑘𝑎𝐵))
3231oveq2d 6706 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑎 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
3332cbvmptv 4783 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) = (𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
34 ovex 6718 . . . . . . 7 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ V
3533, 34elrnmpti 5408 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ↔ ∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
3630, 35sylib 208 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
3711a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
38 inss2 3867 . . . . . . . . . . . 12 (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ⊆ Fin
39 simpr 476 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
4038, 39sseldi 3634 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑎 ∈ Fin)
41 nfv 1883 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
421, 41nfan 1868 . . . . . . . . . . . 12 𝑘(𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
43 simpll 805 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝜑)
44 inss1 3866 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ⊆ 𝒫 𝐴
4544sseli 3632 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑎 ∈ 𝒫 𝐴)
4645elpwid 4203 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑎𝐴)
4746ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝑎𝐴)
48 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝑘𝑎)
4947, 48sseldd 3637 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝑘𝐴)
5043, 49, 4syl2anc 694 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑎) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5150ex 449 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑘𝑎𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
5242, 51ralrimi 2986 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑘𝑎 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
5310, 37, 40, 52gsummptcl 18412 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
549, 53sseldi 3634 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ ℝ*)
55 diffi 8233 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ Fin → (𝐴𝑎) ∈ Fin)
563, 55syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴𝑎) ∈ Fin)
5756adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝐴𝑎) ∈ Fin)
58 simpll 805 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝜑)
59 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝑘 ∈ (𝐴𝑎))
6059eldifad 3619 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝑘𝐴)
6158, 60, 4syl2anc 694 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘 ∈ (𝐴𝑎)) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
6261ex 449 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
6342, 62ralrimi 2986 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑘 ∈ (𝐴𝑎)𝐵 ∈ (0[,]+∞))
6410, 37, 57, 63gsummptcl 18412 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
659, 64sseldi 3634 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ*)
66 elxrge0 12319 . . . . . . . . . . 11 (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞) ↔ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
6766simprbi 479 . . . . . . . . . 10 (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ (0[,]+∞) → 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))
6864, 67syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))
69 xraddge02 29649 . . . . . . . . . 10 ((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ ℝ* ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ*) → (0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))))
7069imp 444 . . . . . . . . 9 (((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∈ ℝ* ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)) ∈ ℝ*) ∧ 0 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
7154, 65, 68, 70syl21anc 1365 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
7271adantlr 751 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
73 simpll 805 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝜑)
7446adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑎𝐴)
75 xrge00 29814 . . . . . . . . . 10 0 = (0g‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
76 xrge0plusg 29815 . . . . . . . . . 10 +𝑒 = (+g‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
7711a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
783adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → 𝐴 ∈ Fin)
79 eqid 2651 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘𝐴𝐵) = (𝑘𝐴𝐵)
801, 4, 79fmptdf 6427 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵):𝐴⟶(0[,]+∞))
8180adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (𝑘𝐴𝐵):𝐴⟶(0[,]+∞))
8279fnmpt 6058 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑘𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞) → (𝑘𝐴𝐵) Fn 𝐴)
8314, 82syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵) Fn 𝐴)
84 c0ex 10072 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
8584a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 ∈ V)
8683, 3, 85fndmfifsupp 8329 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑘𝐴𝐵) finSupp 0)
8786adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (𝑘𝐴𝐵) finSupp 0)
88 disjdif 4073 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∩ (𝐴𝑎)) = ∅
8988a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → (𝑎 ∩ (𝐴𝑎)) = ∅)
90 undif 4082 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎𝐴 ↔ (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)) = 𝐴)
9190biimpi 206 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎𝐴 → (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)) = 𝐴)
9291eqcomd 2657 . . . . . . . . . . 11 (𝑎𝐴𝐴 = (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)))
9392adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → 𝐴 = (𝑎 ∪ (𝐴𝑎)))
9410, 75, 76, 77, 78, 81, 87, 89, 93gsumsplit 18374 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)))))
95 resmpt 5484 . . . . . . . . . . . 12 (𝑎𝐴 → ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎) = (𝑘𝑎𝐵))
9695oveq2d 6706 . . . . . . . . . . 11 (𝑎𝐴 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
9796adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)))
98 difss 3770 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑎) ⊆ 𝐴
99 resmpt 5484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴𝑎) ⊆ 𝐴 → ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)) = (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))
10098, 99ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)) = (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)
101100oveq2i 6701 . . . . . . . . . . 11 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎))) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))
102101a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎))) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵)))
10397, 102oveq12d 6708 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐴) → (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ 𝑎)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg ((𝑘𝐴𝐵) ↾ (𝐴𝑎)))) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
10494, 103eqtrd 2685 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎𝐴) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
10573, 74, 104syl2anc 694 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) +𝑒 ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘 ∈ (𝐴𝑎) ↦ 𝐵))))
10672, 105breqtrrd 4713 . . . . . 6 (((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) ∧ 𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
107106ralrimiva 2995 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ∀𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
108 r19.29r 3102 . . . . . 6 ((∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ∀𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → ∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)(𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
109 breq1 4688 . . . . . . . 8 (𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) → (𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ↔ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
110109biimpar 501 . . . . . . 7 ((𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
111110rexlimivw 3058 . . . . . 6 (∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)(𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
112108, 111syl 17 . . . . 5 ((∃𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑦 = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ∧ ∀𝑎 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑎𝐵)) ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
11336, 107, 112syl2anc 694 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
11416adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*)
11511a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) ∈ CMnd)
116 simpr 476 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
11738, 116sseldi 3634 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ Fin)
118 nfv 1883 . . . . . . . . . . . 12 𝑘 𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
1191, 118nfan 1868 . . . . . . . . . . 11 𝑘(𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
120 simpll 805 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝜑)
12144sseli 3632 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴)
122121ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴)
123122elpwid 4203 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑥𝐴)
124 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝑥)
125123, 124sseldd 3637 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝑘𝐴)
126120, 125, 4syl2anc 694 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) ∧ 𝑘𝑥) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
127126ex 449 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → (𝑘𝑥𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
128119, 127ralrimi 2986 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ∀𝑘𝑥 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
12910, 115, 117, 128gsummptcl 18412 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ (0[,]+∞))
1309, 129sseldi 3634 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)) → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ ℝ*)
131130ralrimiva 2995 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ ℝ*)
13226rnmptss 6432 . . . . . . 7 (∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)) ∈ ℝ* → ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ⊆ ℝ*)
133131, 132syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))) ⊆ ℝ*)
134133sselda 3636 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → 𝑦 ∈ ℝ*)
135 xrltnle 10143 . . . . . 6 ((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*𝑦 ∈ ℝ*) → (((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦 ↔ ¬ 𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵))))
136135con2bid 343 . . . . 5 ((((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ∈ ℝ*𝑦 ∈ ℝ*) → (𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ↔ ¬ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦))
137114, 134, 136syl2anc 694 . . . 4 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → (𝑦 ≤ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) ↔ ¬ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦))
138113, 137mpbid 222 . . 3 ((𝜑𝑦 ∈ ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵)))) → ¬ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) < 𝑦)
1398, 16, 29, 138supmax 8414 . 2 (𝜑 → sup(ran (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝑥𝐵))), ℝ*, < ) = ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)))
1406, 139eqtr2d 2686 1 (𝜑 → ((ℝ*𝑠s (0[,]+∞)) Σg (𝑘𝐴𝐵)) = Σ*𝑘𝐴𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wnf 1748  wcel 2030  wral 2941  wrex 2942  Vcvv 3231  cdif 3604  cun 3605  cin 3606  wss 3607  c0 3948  𝒫 cpw 4191   class class class wbr 4685  cmpt 4762   Or wor 5063  ran crn 5144  cres 5145   Fn wfn 5921  wf 5922  (class class class)co 6690  Fincfn 7997   finSupp cfsupp 8316  supcsup 8387  0cc0 9974  +∞cpnf 10109  *cxr 10111   < clt 10112  cle 10113   +𝑒 cxad 11982  [,]cicc 12216  s cress 15905   Σg cgsu 16148  *𝑠cxrs 16207  CMndccmn 18239  Σ*cesum 30217
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-xadd 11985  df-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-seq 12842  df-hash 13158  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-ordt 16208  df-xrs 16209  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-ps 17247  df-tsr 17248  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-submnd 17383  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-ntr 20872  df-nei 20950  df-cn 21079  df-haus 21167  df-fil 21697  df-fm 21789  df-flim 21790  df-flf 21791  df-tsms 21977  df-esum 30218
This theorem is referenced by:  esumlub  30250
  Copyright terms: Public domain W3C validator