Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sge0xp Structured version   Visualization version   Unicode version

Theorem sge0xp 40646
Description: Combine two generalized sums of nonnegative extended reals into a single generalized sum over the cartesian product. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Oct-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
sge0xp.1  |-  F/ k
ph
sge0xp.z  |-  ( z  =  <. j ,  k
>.  ->  D  =  C )
sge0xp.a  |-  ( ph  ->  A  e.  V )
sge0xp.b  |-  ( ph  ->  B  e.  W )
sge0xp.d  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A  /\  k  e.  B
)  ->  C  e.  ( 0 [,] +oo ) )
Assertion
Ref Expression
sge0xp  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( k  e.  B  |->  C ) ) ) )  =  (Σ^ `  ( z  e.  ( A  X.  B ) 
|->  D ) ) )
Distinct variable groups:    A, j,
k, z    B, j,
k, z    z, C    D, j, k    ph, j,
z
Allowed substitution hints:    ph( k)    C( j, k)    D( z)    V( z, j, k)    W( z, j, k)

Proof of Theorem sge0xp
Dummy variable  i is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 sge0xp.a . . 3  |-  ( ph  ->  A  e.  V )
2 snex 4908 . . . . . 6  |-  { j }  e.  _V
32a1i 11 . . . . 5  |-  ( ph  ->  { j }  e.  _V )
4 sge0xp.b . . . . 5  |-  ( ph  ->  B  e.  W )
5 xpexg 6960 . . . . 5  |-  ( ( { j }  e.  _V  /\  B  e.  W
)  ->  ( {
j }  X.  B
)  e.  _V )
63, 4, 5syl2anc 693 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( { j }  X.  B )  e. 
_V )
76adantr 481 . . 3  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  ( { j }  X.  B )  e.  _V )
8 disjsnxp 39239 . . . 4  |- Disj  j  e.  A  ( { j }  X.  B )
98a1i 11 . . 3  |-  ( ph  -> Disj  j  e.  A  ( { j }  X.  B ) )
10 vex 3203 . . . . . . . 8  |-  j  e. 
_V
11 elsnxp 5677 . . . . . . . 8  |-  ( j  e.  _V  ->  (
z  e.  ( { j }  X.  B
)  <->  E. k  e.  B  z  =  <. j ,  k >. ) )
1210, 11ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  ( z  e.  ( { j }  X.  B )  <->  E. k  e.  B  z  =  <. j ,  k >. )
1312biimpi 206 . . . . . 6  |-  ( z  e.  ( { j }  X.  B )  ->  E. k  e.  B  z  =  <. j ,  k >. )
1413adantl 482 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  z  e.  ( { j }  X.  B ) )  ->  E. k  e.  B  z  =  <. j ,  k >. )
15 sge0xp.1 . . . . . . . 8  |-  F/ k
ph
16 nfv 1843 . . . . . . . 8  |-  F/ k  j  e.  A
1715, 16nfan 1828 . . . . . . 7  |-  F/ k ( ph  /\  j  e.  A )
18 nfv 1843 . . . . . . 7  |-  F/ k  z  e.  ( { j }  X.  B
)
1917, 18nfan 1828 . . . . . 6  |-  F/ k ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  z  e.  ( { j }  X.  B ) )
20 nfv 1843 . . . . . 6  |-  F/ k  D  e.  ( 0 [,] +oo )
21 sge0xp.z . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  <. j ,  k
>.  ->  D  =  C )
22213ad2ant3 1084 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  k  e.  B  /\  z  =  <. j ,  k
>. )  ->  D  =  C )
23 sge0xp.d . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A  /\  k  e.  B
)  ->  C  e.  ( 0 [,] +oo ) )
24233expa 1265 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  k  e.  B )  ->  C  e.  ( 0 [,] +oo ) )
25243adant3 1081 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  k  e.  B  /\  z  =  <. j ,  k
>. )  ->  C  e.  ( 0 [,] +oo ) )
2622, 25eqeltrd 2701 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  k  e.  B  /\  z  =  <. j ,  k
>. )  ->  D  e.  ( 0 [,] +oo ) )
27263exp 1264 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  (
k  e.  B  -> 
( z  =  <. j ,  k >.  ->  D  e.  ( 0 [,] +oo ) ) ) )
2827adantr 481 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  z  e.  ( { j }  X.  B ) )  ->  ( k  e.  B  ->  ( z  =  <. j ,  k
>.  ->  D  e.  ( 0 [,] +oo )
) ) )
2919, 20, 28rexlimd 3026 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  z  e.  ( { j }  X.  B ) )  ->  ( E. k  e.  B  z  =  <. j ,  k >.  ->  D  e.  ( 0 [,] +oo ) ) )
3014, 29mpd 15 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  z  e.  ( { j }  X.  B ) )  ->  D  e.  ( 0 [,] +oo )
)
31303impa 1259 . . 3  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A  /\  z  e.  ( { j }  X.  B ) )  ->  D  e.  ( 0 [,] +oo ) )
321, 7, 9, 31sge0iunmpt 40635 . 2  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( z  e.  U_ j  e.  A  ( { j }  X.  B )  |->  D ) )  =  (Σ^ `  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( z  e.  ( { j }  X.  B )  |->  D ) ) ) ) )
33 iunxpconst 5175 . . . . . 6  |-  U_ j  e.  A  ( {
j }  X.  B
)  =  ( A  X.  B )
3433eqcomi 2631 . . . . 5  |-  ( A  X.  B )  = 
U_ j  e.  A  ( { j }  X.  B )
3534a1i 11 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( A  X.  B
)  =  U_ j  e.  A  ( {
j }  X.  B
) )
3635mpteq1d 4738 . . 3  |-  ( ph  ->  ( z  e.  ( A  X.  B ) 
|->  D )  =  ( z  e.  U_ j  e.  A  ( {
j }  X.  B
)  |->  D ) )
3736fveq2d 6195 . 2  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( z  e.  ( A  X.  B ) 
|->  D ) )  =  (Σ^ `  ( z  e.  U_ j  e.  A  ( { j }  X.  B )  |->  D ) ) )
38 nfv 1843 . . . 4  |-  F/ j
ph
39 nfv 1843 . . . . . 6  |-  F/ z ( ph  /\  j  e.  A )
404adantr 481 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  B  e.  W )
41 simpr 477 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  j  e.  A )
42 eqid 2622 . . . . . . 7  |-  ( i  e.  B  |->  <. j ,  i >. )  =  ( i  e.  B  |->  <. j ,  i
>. )
4341, 42projf1o 39386 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  (
i  e.  B  |->  <.
j ,  i >.
) : B -1-1-onto-> ( { j }  X.  B
) )
44 eqidd 2623 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  B )  ->  (
i  e.  B  |->  <.
j ,  i >.
)  =  ( i  e.  B  |->  <. j ,  i >. )
)
45 opeq2 4403 . . . . . . . . 9  |-  ( i  =  k  ->  <. j ,  i >.  =  <. j ,  k >. )
4645adantl 482 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  k  e.  B )  /\  i  =  k )  ->  <. j ,  i >.  =  <. j ,  k
>. )
47 simpr 477 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  B )  ->  k  e.  B )
48 opex 4932 . . . . . . . . 9  |-  <. j ,  k >.  e.  _V
4948a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  B )  ->  <. j ,  k >.  e.  _V )
5044, 46, 47, 49fvmptd 6288 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  B )  ->  (
( i  e.  B  |-> 
<. j ,  i >.
) `  k )  =  <. j ,  k
>. )
5150adantlr 751 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  j  e.  A )  /\  k  e.  B )  ->  (
( i  e.  B  |-> 
<. j ,  i >.
) `  k )  =  <. j ,  k
>. )
5239, 17, 21, 40, 43, 51, 30sge0f1o 40599 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  (Σ^ `  (
z  e.  ( { j }  X.  B
)  |->  D ) )  =  (Σ^ `  ( k  e.  B  |->  C ) ) )
5352eqcomd 2628 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  j  e.  A )  ->  (Σ^ `  (
k  e.  B  |->  C ) )  =  (Σ^ `  (
z  e.  ( { j }  X.  B
)  |->  D ) ) )
5438, 53mpteq2da 4743 . . 3  |-  ( ph  ->  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( k  e.  B  |->  C ) ) )  =  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( z  e.  ( { j }  X.  B )  |->  D ) ) ) )
5554fveq2d 6195 . 2  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( k  e.  B  |->  C ) ) ) )  =  (Σ^ `  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( z  e.  ( { j }  X.  B )  |->  D ) ) ) ) )
5632, 37, 553eqtr4rd 2667 1  |-  ( ph  ->  (Σ^ `  ( j  e.  A  |->  (Σ^ `  ( k  e.  B  |->  C ) ) ) )  =  (Σ^ `  ( z  e.  ( A  X.  B ) 
|->  D ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 196    /\ wa 384    /\ w3a 1037    = wceq 1483   F/wnf 1708    e. wcel 1990   E.wrex 2913   _Vcvv 3200   {csn 4177   <.cop 4183   U_ciun 4520  Disj wdisj 4620    |-> cmpt 4729    X. cxp 5112   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   0cc0 9936   +oocpnf 10071   [,]cicc 12178  Σ^csumge0 40579
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-ac2 9285  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-disj 4621  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-oi 8415  df-card 8765  df-acn 8768  df-ac 8939  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-xadd 11947  df-ico 12181  df-icc 12182  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-sum 14417  df-sumge0 40580
This theorem is referenced by:  ovnsubaddlem1  40784
  Copyright terms: Public domain W3C validator