Theorem isumrpcl 14575

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 2711	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
5		eluzelz 11697	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑁 ∈ ℤ)
6	4, 5	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
7		uzss 11708	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
8	4, 7	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ℤ≥‘𝑁) ⊆ (ℤ≥‘𝑀))
9	8, 1, 3	3sstr4g 3646	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ⊆ 𝑍)
10	9	sselda 3603	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝑘 ∈ 𝑍)
11		isumrpcl.4	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
12	10, 11	syldan 487	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
13		isumrpcl.5	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ+)
14	13	rpred 11872	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
15	10, 14	syldan 487	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℝ)
16		isumrpcl.6	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹) ∈ dom ⇝ )
17	11, 13	eqeltrd 2701	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
18	17	rpcnd 11874	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
19	3, 2, 18	iserex 14387	. . . 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 14496	. 2 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ)
22	17	ralrimiva 2966	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+)
23		fveq2 6191	. . . . 5 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑁))
24	23	eleq1d 2686	. . . 4 ⊢ (𝑘 = 𝑁 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+))
25	24	rspcv 3305	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ 𝑍 → (∀𝑘 ∈ 𝑍 (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+))
26	2, 22, 25	sylc 65	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ∈ ℝ+)
27		seq1 12814	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
28	6, 27	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) = (𝐹‘𝑁))
29		uzid 11702	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
30	6, 29	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝑁))
31	30, 1	syl6eleqr 2712	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑊)
32	15	recnd 10068	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑊) → 𝐴 ∈ ℂ)
33	1, 6, 12, 32, 20	isumclim2 14489	. . . 4 ⊢ (𝜑 → seq𝑁( + , 𝐹) ⇝ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
34	9	sseld 3602	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ 𝑊 → 𝑚 ∈ 𝑍))
35		fveq2 6191	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑚))
36	35	eleq1d 2686	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑚 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ+ ↔ (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+))
37	36	rspcv 3305	. . . . . . 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 445	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ+)
40	39	rpred 11872	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → (𝐹‘𝑚) ∈ ℝ)
41	39	rpge0d 11876	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ 𝑊) → 0 ≤ (𝐹‘𝑚))
42	1, 31, 33, 40, 41	climserle 14393	. . 3 ⊢ (𝜑 → (seq𝑁( + , 𝐹)‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
43	28, 42	eqbrtrrd 4677	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑁) ≤ Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴)
44	21, 26, 43	rpgecld 11911	1 ⊢ (𝜑 → Σ𝑘 ∈ 𝑊 𝐴 ∈ ℝ+)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  ∀wral 2912   ⊆ wss 3574  dom cdm 5114  ‘cfv 5888  ℝcr 9935   + caddc 9939   ≤ cle 10075  ℤcz 11377  ℤ_≥cuz 11687  ℝ⁺crp 11832  seqcseq 12801   ⇝ cli 14215  Σcsu 14416

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

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  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-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-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  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-fz 12327  df-fzo 12466  df-fl 12593  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-rlim 14220  df-sum 14417

This theorem is referenced by:  effsumlt  14841  eirrlem  14932  aaliou3lem3  24099