Theorem isumrpcl 14619

Description: The infinite sum of positive reals is positive. (Contributed by Paul Chapman, 9-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Apr-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
isumrpcl.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
isumrpcl.2	⊢ 𝑊 = (ℤ≥‘𝑁)
isumrpcl.3	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
isumrpcl.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
isumrpcl.5	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ+)
isumrpcl.6	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )

Assertion

Ref	Expression
isumrpcl	⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ+)

Distinct variable groups:   𝑘,𝐹   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘   𝑘,𝑊   𝑘,𝑍

Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem isumrpcl

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isumrpcl.2	. . 3 ⊢ 𝑊 = (ℤ≥‘𝑁)
2		isumrpcl.3	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑍)
3		isumrpcl.1	. . . . 5 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
4	2, 3	syl6eleq 2740	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
5		eluzelz 11735	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
6	4, 5	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
7		uzss 11746	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
8	4, 7	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
9	8, 1, 3	3sstr4g 3679	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ⊆ 𝑍)
10	9	sselda 3636	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝑘 ∈ 𝑍)
11		isumrpcl.4	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
12	10, 11	syldan 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
13		isumrpcl.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ+)
14	13	rpred 11910	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
15	10, 14	syldan 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℝ)
16		isumrpcl.6	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
17	11, 13	eqeltrd 2730	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
18	17	rpcnd 11912	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
19	3, 2, 18	iserex 14431	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ↔ seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ ))
20	16, 19	mpbid 222	. . 3 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
21	1, 6, 12, 15, 20	isumrecl 14540	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ)
22	17	ralrimiva 2995	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
23		fveq2 6229	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑁))
24	23	eleq1d 2715	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+))
25	24	rspcv 3336	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+))
26	2, 22, 25	sylc 65	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+)
27		seq1 12854	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
28	6, 27	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
29		uzid 11740	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
30	6, 29	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
31	30, 1	syl6eleqr 2741	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑊)
32	15	recnd 10106	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℂ)
33	1, 6, 12, 32, 20	isumclim2 14533	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
34	9	sseld 3635	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ 𝑊 → 𝑚 ∈ 𝑍))
35		fveq2 6229	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑚))
36	35	eleq1d 2715	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
37	36	rspcv 3336	. . . . . . 7 ⊢ (𝑚 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
38	34, 22, 37	syl6ci 71	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ 𝑊 → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
39	38	imp 444	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+)
40	39	rpred 11910	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ)
41	39	rpge0d 11914	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → 0 ≤ (𝐹‘𝑚))
42	1, 31, 33, 40, 41	climserle 14437	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
43	28, 42	eqbrtrrd 4709	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
44	21, 26, 43	rpgecld 11949	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ+)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ∀wral 2941   ⊆ wss 3607  dom cdm 5143  ‘cfv 5926  ℝcr 9973   + caddc 9977   ≤ cle 10113  ℤcz 11415  ℤ_≥cuz 11725  ℝ⁺crp 11870  seqcseq 12841   ⇝ cli 14259  Σcsu 14460

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-inf2 8576  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-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-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-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  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-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461

This theorem is referenced by:  effsumlt  14885  eirrlem  14976  aaliou3lem3  24144