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Theorem fsumlesge0

Description: Every finite subsum of nonnegative reals is less than or equal to the extended sum over the whole (possibly infinite) domain. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses fsumlesge0.x ⊢ φ → X ∈ V
fsumlesge0.f ⊢ φ → F : X ⟶ 0 +∞
fsumlesge0.y ⊢ φ → Y ⊆ X
fsumlesge0.fi ⊢ φ → Y ∈ Fin
Assertion fsumlesge0 ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ≤ sum^ ⁡ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fsumlesge0.x ⊢ φ → X ∈ V
2 fsumlesge0.f ⊢ φ → F : X ⟶ 0 +∞
3 fsumlesge0.y ⊢ φ → Y ⊆ X
4 fsumlesge0.fi ⊢ φ → Y ∈ Fin
5 2 sge0rnre ⊢ φ → ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ⊆ ℝ
6 ressxr ⊢ ℝ ⊆ ℝ *
7 6 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℝ *
8 5 7 sstrd ⊢ φ → ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ⊆ ℝ *
9 1 3 ssexd ⊢ φ → Y ∈ V
10 elpwg ⊢ Y ∈ V → Y ∈ 𝒫 X ↔ Y ⊆ X
11 9 10 syl ⊢ φ → Y ∈ 𝒫 X ↔ Y ⊆ X
12 3 11 mpbird ⊢ φ → Y ∈ 𝒫 X
13 12 4 elind ⊢ φ → Y ∈ 𝒫 X ∩ Fin
14 fveq2 ⊢ x = z → F ⁡ x = F ⁡ z
15 14 cbvsumv ⊢ ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ Y F ⁡ z
16 15 a1i ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ Y F ⁡ z
17 sumeq1 ⊢ y = Y → ∑ z ∈ y F ⁡ z = ∑ z ∈ Y F ⁡ z
18 17 rspceeqv ⊢ Y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ∧ ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ Y F ⁡ z → ∃ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ y F ⁡ z
19 13 16 18 syl2anc ⊢ φ → ∃ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ y F ⁡ z
20 sumex ⊢ ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ V
21 20 a1i ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ V
22 eqid ⊢ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z = y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z
23 22 elrnmpt ⊢ ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ V → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ↔ ∃ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ y F ⁡ z
24 21 23 syl ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ↔ ∃ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ∑ x ∈ Y F ⁡ x = ∑ z ∈ y F ⁡ z
25 19 24 mpbird ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z
26 supxrub ⊢ ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ⊆ ℝ * ∧ ∑ x ∈ Y F ⁡ x ∈ ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ≤ sup ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ℝ * <
27 8 25 26 syl2anc ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ≤ sup ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ℝ * <
28 1 2 sge0reval ⊢ φ → sum^ ⁡ F = sup ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ℝ * <
29 28 eqcomd ⊢ φ → sup ran ⁡ y ∈ 𝒫 X ∩ Fin ⟼ ∑ z ∈ y F ⁡ z ℝ * < = sum^ ⁡ F
30 27 29 breqtrd ⊢ φ → ∑ x ∈ Y F ⁡ x ≤ sum^ ⁡ F