Theorem esummono 30116

Description: Extended sum is monotonic. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Oct-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
esummono.f	⊢ Ⅎ𝑘𝜑
esummono.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
esummono.b	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐶) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
esummono.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
esummono	⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐶𝐵)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐶,𝑘

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐵(𝑘)   𝑉(𝑘)

Proof of Theorem esummono

Step	Hyp	Ref	Expression
1		esummono.c	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
2		difexg 4808	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑉 → (𝐶 ∖ 𝐴) ∈ V)
3	1, 2	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∖ 𝐴) ∈ V)
4		esummono.f	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
5		simpr 477	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)) → 𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴))
6	5	eldifad 3586	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)) → 𝑘 ∈ 𝐶)
7		esummono.b	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐶) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
8	6, 7	syldan 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
9	8	ex 450	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
10	4, 9	ralrimi 2957	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ (0[,]+∞))
11		nfcv 2764	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑘(𝐶 ∖ 𝐴)
12	11	esumcl 30092	. . . . 5 ⊢ (((𝐶 ∖ 𝐴) ∈ V ∧ ∀𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ (0[,]+∞))
13	3, 10, 12	syl2anc 693	. . . 4 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ (0[,]+∞))
14		elxrge0 12281	. . . . 5 ⊢ (Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ (0[,]+∞) ↔ (Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵))
15	14	simprbi 480	. . . 4 ⊢ (Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ (0[,]+∞) → 0 ≤ Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵)
16	13, 15	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵)
17		iccssxr 12256	. . . . 5 ⊢ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
18		esummono.a	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
19	1, 18	ssexd 4805	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ V)
20	18	sselda 3603	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝑘 ∈ 𝐶)
21	20, 7	syldan 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
22	21	ex 450	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐴 → 𝐵 ∈ (0[,]+∞)))
23	4, 22	ralrimi 2957	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞))
24		nfcv 2764	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑘𝐴
25	24	esumcl 30092	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ V ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ (0[,]+∞)) → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
26	19, 23, 25	syl2anc 693	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ (0[,]+∞))
27	17, 26	sseldi 3601	. . . 4 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ ℝ*)
28	17, 13	sseldi 3601	. . . 4 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ ℝ*)
29		xraddge02 29521	. . . 4 ⊢ ((Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ∈ ℝ* ∧ Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 ∈ ℝ*) → (0 ≤ Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵)))
30	27, 28, 29	syl2anc 693	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0 ≤ Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵)))
31	16, 30	mpd 15	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵))
32		disjdif 4040	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∩ (𝐶 ∖ 𝐴)) = ∅
33	32	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ (𝐶 ∖ 𝐴)) = ∅)
34	4, 24, 11, 19, 3, 33, 21, 8	esumsplit 30115	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ (𝐴 ∪ (𝐶 ∖ 𝐴))𝐵 = (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵))
35		undif 4049	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝐶 ↔ (𝐴 ∪ (𝐶 ∖ 𝐴)) = 𝐶)
36	18, 35	sylib 208	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∪ (𝐶 ∖ 𝐴)) = 𝐶)
37	4, 36	esumeq1d 30097	. . 3 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ (𝐴 ∪ (𝐶 ∖ 𝐴))𝐵 = Σ*𝑘 ∈ 𝐶𝐵)
38	34, 37	eqtr3d 2658	. 2 ⊢ (𝜑 → (Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 +𝑒 Σ*𝑘 ∈ (𝐶 ∖ 𝐴)𝐵) = Σ*𝑘 ∈ 𝐶𝐵)
39	31, 38	breqtrd 4679	1 ⊢ (𝜑 → Σ*𝑘 ∈ 𝐴𝐵 ≤ Σ*𝑘 ∈ 𝐶𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   = wceq 1483  Ⅎwnf 1708   ∈ wcel 1990  ∀wral 2912  Vcvv 3200   ∖ cdif 3571   ∪ cun 3572   ∩ cin 3573   ⊆ wss 3574  ∅c0 3915   class class class wbr 4653  (class class class)co 6650  0cc0 9936  +∞cpnf 10071  ℝ^*cxr 10073   ≤ cle 10075   +_𝑒 cxad 11944  [,]cicc 12178  Σ^*cesum 30089

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-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  ax-addf 10015  ax-mulf 10016

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-iin 4523  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-of 6897  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-supp 7296  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-pm 7860  df-ixp 7909  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fsupp 8276  df-fi 8317  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  df-cda 8990  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-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-q 11789  df-rp 11833  df-xneg 11946  df-xadd 11947  df-xmul 11948  df-ioo 12179  df-ioc 12180  df-ico 12181  df-icc 12182  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-fl 12593  df-mod 12669  df-seq 12802  df-exp 12861  df-fac 13061  df-bc 13090  df-hash 13118  df-shft 13807  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-limsup 14202  df-clim 14219  df-rlim 14220  df-sum 14417  df-ef 14798  df-sin 14800  df-cos 14801  df-pi 14803  df-struct 15859  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-sets 15864  df-ress 15865  df-plusg 15954  df-mulr 15955  df-starv 15956  df-sca 15957  df-vsca 15958  df-ip 15959  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-unif 15965  df-hom 15966  df-cco 15967  df-rest 16083  df-topn 16084  df-0g 16102  df-gsum 16103  df-topgen 16104  df-pt 16105  df-prds 16108  df-ordt 16161  df-xrs 16162  df-qtop 16167  df-imas 16168  df-xps 16170  df-mre 16246  df-mrc 16247  df-acs 16249  df-ps 17200  df-tsr 17201  df-plusf 17241  df-mgm 17242  df-sgrp 17284  df-mnd 17295  df-mhm 17335  df-submnd 17336  df-grp 17425  df-minusg 17426  df-sbg 17427  df-mulg 17541  df-subg 17591  df-cntz 17750  df-cmn 18195  df-abl 18196  df-mgp 18490  df-ur 18502  df-ring 18549  df-cring 18550  df-subrg 18778  df-abv 18817  df-lmod 18865  df-scaf 18866  df-sra 19172  df-rgmod 19173  df-psmet 19738  df-xmet 19739  df-met 19740  df-bl 19741  df-mopn 19742  df-fbas 19743  df-fg 19744  df-cnfld 19747  df-top 20699  df-topon 20716  df-topsp 20737  df-bases 20750  df-cld 20823  df-ntr 20824  df-cls 20825  df-nei 20902  df-lp 20940  df-perf 20941  df-cn 21031  df-cnp 21032  df-haus 21119  df-tx 21365  df-hmeo 21558  df-fil 21650  df-fm 21742  df-flim 21743  df-flf 21744  df-tmd 21876  df-tgp 21877  df-tsms 21930  df-trg 21963  df-xms 22125  df-ms 22126  df-tms 22127  df-nm 22387  df-ngp 22388  df-nrg 22390  df-nlm 22391  df-ii 22680  df-cncf 22681  df-limc 23630  df-dv 23631  df-log 24303  df-esum 30090

This theorem is referenced by:  esumpad2  30118  esumrnmpt2  30130  esumfsup  30132  esum2d  30155  esumiun  30156  omssubadd  30362  carsggect  30380