Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sge0iunmpt Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sge0iunmpt 40398
Description: Sum of nonnegative extended reals over a disjoint indexed union. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
sge0iunmpt.a (𝜑𝐴𝑉)
sge0iunmpt.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊)
sge0iunmpt.dj (𝜑Disj 𝑥𝐴 𝐵)
sge0iunmpt.c ((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
Assertion
Ref Expression
sge0iunmpt (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑘,𝐴   𝐵,𝑘   𝑥,𝐶   𝑥,𝑊   𝜑,𝑘,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑘)   𝑉(𝑥,𝑘)   𝑊(𝑘)

Proof of Theorem sge0iunmpt
Dummy variables 𝑗 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1841 . . . 4 𝑥𝜑
2 nfcv 2762 . . . . . 6 𝑥Σ^
3 nfiu1 4541 . . . . . . 7 𝑥 𝑥𝐴 𝐵
4 nfcv 2762 . . . . . . 7 𝑥𝐶
53, 4nfmpt 4737 . . . . . 6 𝑥(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)
62, 5nffv 6185 . . . . 5 𝑥^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶))
7 nfmpt1 4738 . . . . . 6 𝑥(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
82, 7nffv 6185 . . . . 5 𝑥^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
96, 8nfeq 2773 . . . 4 𝑥^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
10 sge0iunmpt.a . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴𝑉)
11 sge0iunmpt.b . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊)
1211ralrimiva 2963 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐵𝑊)
13 iunexg 7128 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑉 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑊) → 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
1410, 12, 13syl2anc 692 . . . . . . . . 9 (𝜑 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
15 eliun 4515 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑥𝐴 𝑘𝐵)
1615biimpi 206 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵 → ∃𝑥𝐴 𝑘𝐵)
1716adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → ∃𝑥𝐴 𝑘𝐵)
18 nfcv 2762 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑘
1918, 3nfel 2774 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥 𝑘 𝑥𝐴 𝐵
201, 19nfan 1826 . . . . . . . . . . . 12 𝑥(𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵)
214nfel1 2776 . . . . . . . . . . . 12 𝑥 𝐶 ∈ (0[,]+∞)
22 sge0iunmpt.c . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
23223exp 1262 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑥𝐴 → (𝑘𝐵𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
2423adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → (𝑥𝐴 → (𝑘𝐵𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
2520, 21, 24rexlimd 3022 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → (∃𝑥𝐴 𝑘𝐵𝐶 ∈ (0[,]+∞)))
2617, 25mpd 15 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
27 eqid 2620 . . . . . . . . . 10 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶) = (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)
2826, 27fmptd 6371 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶): 𝑥𝐴 𝐵⟶(0[,]+∞))
2914, 28sge0xrcl 40365 . . . . . . . 8 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) ∈ ℝ*)
30293ad2ant1 1080 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) ∈ ℝ*)
31 id 22 . . . . . . . . . . 11 ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞)
3231eqcomd 2626 . . . . . . . . . 10 ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → +∞ = (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
3332adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ = (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
34333adant1 1077 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ = (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
3514adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
3626adantlr 750 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑘 𝑥𝐴 𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
37 ssiun2 4554 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴𝐵 𝑥𝐴 𝐵)
3837adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 𝑥𝐴 𝐵)
3935, 36, 38sge0lessmpt 40379 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≤ (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)))
40393adant3 1079 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≤ (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)))
4134, 40eqbrtrd 4666 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ ≤ (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)))
4230, 41xrgepnfd 39360 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = +∞)
43103ad2ant1 1080 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → 𝐴𝑉)
44 nfv 1841 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝜑𝑦𝐴)
45 nfcsb1v 3542 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵
46 nfcsb1v 3542 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑦 / 𝑥𝑊
4745, 46nfel 2774 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊
4844, 47nfim 1823 . . . . . . . . . . . 12 𝑥((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)
49 eleq1 2687 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐴𝑦𝐴))
5049anbi2d 739 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → ((𝜑𝑥𝐴) ↔ (𝜑𝑦𝐴)))
51 csbeq1a 3535 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦𝐵 = 𝑦 / 𝑥𝐵)
52 csbeq1a 3535 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦𝑊 = 𝑦 / 𝑥𝑊)
5351, 52eleq12d 2693 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵𝑊𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊))
5450, 53imbi12d 334 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊) ↔ ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)))
5548, 54, 11chvar 2260 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)
5655adantlr 750 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑦 / 𝑥𝑊)
5745, 4nfmpt 4737 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)
58 nfcv 2762 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥(0[,]+∞)
5957, 45, 58nff 6028 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞)
6044, 59nfim 1823 . . . . . . . . . . . 12 𝑥((𝜑𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
6151mpteq1d 4729 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝐵𝐶) = (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶))
6261, 51feq12d 6020 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑘𝐵𝐶):𝐵⟶(0[,]+∞) ↔ (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞)))
6350, 62imbi12d 334 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴) → (𝑘𝐵𝐶):𝐵⟶(0[,]+∞)) ↔ ((𝜑𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))))
6423imp31 448 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
65 eqid 2620 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘𝐵𝐶) = (𝑘𝐵𝐶)
6664, 65fmptd 6371 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑘𝐵𝐶):𝐵⟶(0[,]+∞))
6760, 63, 66chvar 2260 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
6867adantlr 750 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
6956, 68sge0cl 40361 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (Σ^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)) ∈ (0[,]+∞))
70 nfcv 2762 . . . . . . . . . 10 𝑦^‘(𝑘𝐵𝐶))
712, 57nffv 6185 . . . . . . . . . 10 𝑥^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶))
7261fveq2d 6182 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)))
7370, 71, 72cbvmpt 4740 . . . . . . . . 9 (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))) = (𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶)))
7469, 73fmptd 6371 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))):𝐴⟶(0[,]+∞))
75743adant3 1079 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))):𝐴⟶(0[,]+∞))
76 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴𝑥𝐴)
77 fvexd 6190 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐴 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ V)
78 eqid 2620 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))) = (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))
7978elrnmpt1 5363 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ V) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8076, 77, 79syl2anc 692 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝐴 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8180adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8233, 81eqeltrd 2699 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
83823adant1 1077 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → +∞ ∈ ran (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))
8443, 75, 83sge0pnfval 40353 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) = +∞)
8542, 84eqtr4d 2657 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴 ∧ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
86853exp 1262 . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝐴 → ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))))
871, 9, 86rexlimd 3022 . . 3 (𝜑 → (∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))))))
8887imp 445 . 2 ((𝜑 ∧ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
89 simpl 473 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → 𝜑)
90 ralnex 2989 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 ¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ ↔ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞)
91 df-ne 2792 . . . . . . 7 ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ↔ ¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞)
9291bicomi 214 . . . . . 6 (¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ ↔ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9392ralbii 2977 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 ¬ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ ↔ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9490, 93sylbb1 227 . . . 4 (¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞ → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9594adantl 482 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
9610adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → 𝐴𝑉)
97 nfcv 2762 . . . . . . . . 9 𝑥𝑊
9845, 97nfel 2774 . . . . . . . 8 𝑥𝑦 / 𝑥𝐵𝑊
9944, 98nfim 1823 . . . . . . 7 𝑥((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)
10051eleq1d 2684 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵𝑊𝑦 / 𝑥𝐵𝑊))
10150, 100imbi12d 334 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑊) ↔ ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)))
10299, 101, 11chvar 2260 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)
103102adantlr 750 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦 / 𝑥𝐵𝑊)
104 sge0iunmpt.dj . . . . . . 7 (𝜑Disj 𝑥𝐴 𝐵)
105 nfcv 2762 . . . . . . . 8 𝑦𝐵
106105, 45, 51cbvdisj 4621 . . . . . . 7 (Disj 𝑥𝐴 𝐵Disj 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
107104, 106sylib 208 . . . . . 6 (𝜑Disj 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
108107adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → Disj 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
109 nfv 1841 . . . . . . . 8 𝑘(𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
110 nfcsb1v 3542 . . . . . . . . 9 𝑘𝑗 / 𝑘𝐶
111110nfel1 2776 . . . . . . . 8 𝑘𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)
112109, 111nfim 1823 . . . . . . 7 𝑘((𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
113 eleq1 2687 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝑗𝑦 / 𝑥𝐵))
1141133anbi3d 1403 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑗 → ((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) ↔ (𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)))
115 csbeq1a 3535 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑗𝐶 = 𝑗 / 𝑘𝐶)
116115eleq1d 2684 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑗 → (𝐶 ∈ (0[,]+∞) ↔ 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)))
117114, 116imbi12d 334 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑗 → (((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞)) ↔ ((𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
118 nfv 1841 . . . . . . . . . 10 𝑥 𝑦𝐴
11918, 45nfel 2774 . . . . . . . . . 10 𝑥 𝑘𝑦 / 𝑥𝐵
1201, 118, 119nf3an 1829 . . . . . . . . 9 𝑥(𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵)
121120, 21nfim 1823 . . . . . . . 8 𝑥((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
12251eleq2d 2685 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝐵𝑘𝑦 / 𝑥𝐵))
12349, 1223anbi23d 1400 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → ((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) ↔ (𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵)))
124123imbi1d 331 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (((𝜑𝑥𝐴𝑘𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞)) ↔ ((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
125121, 124, 22chvar 2260 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐴𝑘𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝐶 ∈ (0[,]+∞))
126112, 117, 125chvar 2260 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
1271263adant1r 1317 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
128 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦𝐴)
129 simpl 473 . . . . . . . . 9 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
130 simpl 473 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → 𝑦𝐴)
131 simpr 477 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞)
132 nfcv 2762 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥𝑗 / 𝑘𝐶
13345, 132nfmpt 4737 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
1342, 133nffv 6185 . . . . . . . . . . . 12 𝑥^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
135 nfcv 2762 . . . . . . . . . . . 12 𝑥+∞
136134, 135nfne 2891 . . . . . . . . . . 11 𝑥^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞
137 nfcv 2762 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑗𝐶
138137, 110, 115cbvmpt 4740 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
139138a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝑦 / 𝑥𝐵𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
14061, 139eqtrd 2654 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑦 → (𝑘𝐵𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
141140fveq2d 6182 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑦 → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))
142141neeq1d 2850 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → ((Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ↔ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞))
143136, 142rspc 3298 . . . . . . . . . 10 (𝑦𝐴 → (∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞))
144130, 131, 143sylc 65 . . . . . . . . 9 ((𝑦𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞)
145128, 129, 144syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ≠ +∞)
146145neneqd 2796 . . . . . . 7 ((∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞ ∧ 𝑦𝐴) → ¬ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = +∞)
147146adantll 749 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → ¬ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = +∞)
1481263expa 1263 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦𝐴) ∧ 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
149 eqid 2620 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶) = (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
150148, 149fmptd 6371 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐴) → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
151150adantlr 750 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶):𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
152103, 151sge0repnf 40366 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → ((Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ ↔ ¬ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = +∞))
153147, 152mpbird 247 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) ∧ 𝑦𝐴) → (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ)
154137, 110, 115cbvmpt 4740 . . . . . . . . 9 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶) = (𝑗 𝑥𝐴 𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
155105, 45, 51cbviun 4548 . . . . . . . . . 10 𝑥𝐴 𝐵 = 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵
156155mpteq1i 4730 . . . . . . . . 9 (𝑗 𝑥𝐴 𝐵𝑗 / 𝑘𝐶) = (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
157154, 156eqtri 2642 . . . . . . . 8 (𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶) = (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
158157fveq2i 6181 . . . . . . 7 ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))
159158, 29syl5eqelr 2704 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ*)
160159adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) ∈ ℝ*)
16170, 134, 141cbvmpt 4740 . . . . . . . 8 (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))) = (𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))
162161fveq2i 6181 . . . . . . 7 ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) = (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶))))
16311, 66sge0cl 40361 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)) ∈ (0[,]+∞))
164163, 78fmptd 6371 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶))):𝐴⟶(0[,]+∞))
16510, 164sge0xrcl 40365 . . . . . . 7 (𝜑 → (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) ∈ ℝ*)
166162, 165syl5eqelr 2704 . . . . . 6 (𝜑 → (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))) ∈ ℝ*)
167166adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))) ∈ ℝ*)
168 eliun 4515 . . . . . . . . . 10 (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 ↔ ∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
169168biimpi 206 . . . . . . . . 9 (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 → ∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
170169adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → ∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵)
171 nfv 1841 . . . . . . . . . 10 𝑦𝜑
172 nfcv 2762 . . . . . . . . . . 11 𝑦𝑗
173 nfiu1 4541 . . . . . . . . . . 11 𝑦 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵
174172, 173nfel 2774 . . . . . . . . . 10 𝑦 𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵
175171, 174nfan 1826 . . . . . . . . 9 𝑦(𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵)
176 nfv 1841 . . . . . . . . 9 𝑦𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)
177148exp31 629 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑦𝐴 → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
178177adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → (𝑦𝐴 → (𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))))
179175, 176, 178rexlimd 3022 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → (∃𝑦𝐴 𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞)))
180170, 179mpd 15 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵) → 𝑗 / 𝑘𝐶 ∈ (0[,]+∞))
181 eqid 2620 . . . . . . 7 (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶) = (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)
182180, 181fmptd 6371 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶): 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
183182adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶): 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵⟶(0[,]+∞))
184155, 14syl5eqelr 2704 . . . . . 6 (𝜑 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ V)
185184adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵 ∈ V)
18696, 103, 108, 127, 153, 160, 167, 183, 185sge0iunmptlemre 40395 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)) = (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))))
187158a1i 11 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑗 𝑦𝐴 𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))
188162a1i 11 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))) = (Σ^‘(𝑦𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑗𝑦 / 𝑥𝐵𝑗 / 𝑘𝐶)))))
189186, 187, 1883eqtr4d 2664 . . 3 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) ≠ +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
19089, 95, 189syl2anc 692 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ ∃𝑥𝐴^‘(𝑘𝐵𝐶)) = +∞) → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
19188, 190pm2.61dan 831 1 (𝜑 → (Σ^‘(𝑘 𝑥𝐴 𝐵𝐶)) = (Σ^‘(𝑥𝐴 ↦ (Σ^‘(𝑘𝐵𝐶)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384  w3a 1036   = wceq 1481  wcel 1988  wne 2791  wral 2909  wrex 2910  Vcvv 3195  csb 3526  wss 3567   ciun 4511  Disj wdisj 4611   class class class wbr 4644  cmpt 4720  ran crn 5105  wf 5872  cfv 5876  (class class class)co 6635  cr 9920  0cc0 9921  +∞cpnf 10056  *cxr 10058  cle 10060  [,]cicc 12163  Σ^csumge0 40342
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1720  ax-4 1735  ax-5 1837  ax-6 1886  ax-7 1933  ax-8 1990  ax-9 1997  ax-10 2017  ax-11 2032  ax-12 2045  ax-13 2244  ax-ext 2600  ax-rep 4762  ax-sep 4772  ax-nul 4780  ax-pow 4834  ax-pr 4897  ax-un 6934  ax-inf2 8523  ax-ac2 9270  ax-cnex 9977  ax-resscn 9978  ax-1cn 9979  ax-icn 9980  ax-addcl 9981  ax-addrcl 9982  ax-mulcl 9983  ax-mulrcl 9984  ax-mulcom 9985  ax-addass 9986  ax-mulass 9987  ax-distr 9988  ax-i2m1 9989  ax-1ne0 9990  ax-1rid 9991  ax-rnegex 9992  ax-rrecex 9993  ax-cnre 9994  ax-pre-lttri 9995  ax-pre-lttrn 9996  ax-pre-ltadd 9997  ax-pre-mulgt0 9998  ax-pre-sup 9999
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1484  df-fal 1487  df-ex 1703  df-nf 1708  df-sb 1879  df-eu 2472  df-mo 2473  df-clab 2607  df-cleq 2613  df-clel 2616  df-nfc 2751  df-ne 2792  df-nel 2895  df-ral 2914  df-rex 2915  df-reu 2916  df-rmo 2917  df-rab 2918  df-v 3197  df-sbc 3430  df-csb 3527  df-dif 3570  df-un 3572  df-in 3574  df-ss 3581  df-pss 3583  df-nul 3908  df-if 4078  df-pw 4151  df-sn 4169  df-pr 4171  df-tp 4173  df-op 4175  df-uni 4428  df-int 4467  df-iun 4513  df-disj 4612  df-br 4645  df-opab 4704  df-mpt 4721  df-tr 4744  df-id 5014  df-eprel 5019  df-po 5025  df-so 5026  df-fr 5063  df-se 5064  df-we 5065  df-xp 5110  df-rel 5111  df-cnv 5112  df-co 5113  df-dm 5114  df-rn 5115  df-res 5116  df-ima 5117  df-pred 5668  df-ord 5714  df-on 5715  df-lim 5716  df-suc 5717  df-iota 5839  df-fun 5878  df-fn 5879  df-f 5880  df-f1 5881  df-fo 5882  df-f1o 5883  df-fv 5884  df-isom 5885  df-riota 6596  df-ov 6638  df-oprab 6639  df-mpt2 6640  df-om 7051  df-1st 7153  df-2nd 7154  df-wrecs 7392  df-recs 7453  df-rdg 7491  df-1o 7545  df-oadd 7549  df-er 7727  df-map 7844  df-en 7941  df-dom 7942  df-sdom 7943  df-fin 7944  df-sup 8333  df-oi 8400  df-card 8750  df-acn 8753  df-ac 8924  df-pnf 10061  df-mnf 10062  df-xr 10063  df-ltxr 10064  df-le 10065  df-sub 10253  df-neg 10254  df-div 10670  df-nn 11006  df-2 11064  df-3 11065  df-n0 11278  df-z 11363  df-uz 11673  df-rp 11818  df-xadd 11932  df-ico 12166  df-icc 12167  df-fz 12312  df-fzo 12450  df-seq 12785  df-exp 12844  df-hash 13101  df-cj 13820  df-re 13821  df-im 13822  df-sqrt 13956  df-abs 13957  df-clim 14200  df-sum 14398  df-sumge0 40343
This theorem is referenced by:  sge0iun  40399  sge0xp  40409
  Copyright terms: Public domain W3C validator