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Theorem sge0fsum

Description: The arbitrary sum of a finite set of nonnegative extended real numbers is equal to the sum of those numbers, when none of them is +oo (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses sge0fsum.x φ X Fin
sge0fsum.f φ F : X 0 +∞
Assertion sge0fsum φ sum^ F = x X F x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sge0fsum.x φ X Fin
2 sge0fsum.f φ F : X 0 +∞
3 2 fge0icoicc φ F : X 0 +∞
4 1 3 sge0xrcl φ sum^ F *
5 rge0ssre 0 +∞
6 2 ffvelrnda φ x X F x 0 +∞
7 5 6 sselid φ x X F x
8 1 7 fsumrecl φ x X F x
9 8 rexrd φ x X F x *
10 1 2 sge0reval φ sum^ F = sup ran y 𝒫 X Fin x y F x * <
11 simpr φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x w ran y 𝒫 X Fin x y F x
12 vex w V
13 12 a1i φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x w V
14 eqid y 𝒫 X Fin x y F x = y 𝒫 X Fin x y F x
15 14 elrnmpt w V w ran y 𝒫 X Fin x y F x y 𝒫 X Fin w = x y F x
16 13 15 syl φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x w ran y 𝒫 X Fin x y F x y 𝒫 X Fin w = x y F x
17 11 16 mpbid φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x y 𝒫 X Fin w = x y F x
18 simp3 φ y 𝒫 X Fin w = x y F x w = x y F x
19 1 adantr φ y 𝒫 X Fin X Fin
20 2 fge0npnf φ ¬ +∞ ran F
21 3 20 fge0iccre φ F : X
22 21 adantr φ y 𝒫 X Fin F : X
23 22 adantr φ y 𝒫 X Fin x X F : X
24 simpr φ y 𝒫 X Fin x X x X
25 23 24 ffvelrnd φ y 𝒫 X Fin x X F x
26 0xr 0 *
27 26 a1i φ y 𝒫 X Fin x X 0 *
28 pnfxr +∞ *
29 28 a1i φ y 𝒫 X Fin x X +∞ *
30 3 adantr φ y 𝒫 X Fin F : X 0 +∞
31 30 ffvelrnda φ y 𝒫 X Fin x X F x 0 +∞
32 iccgelb 0 * +∞ * F x 0 +∞ 0 F x
33 27 29 31 32 syl3anc φ y 𝒫 X Fin x X 0 F x
34 elinel1 y 𝒫 X Fin y 𝒫 X
35 elpwi y 𝒫 X y X
36 34 35 syl y 𝒫 X Fin y X
37 36 adantl φ y 𝒫 X Fin y X
38 19 25 33 37 fsumless φ y 𝒫 X Fin x y F x x X F x
39 38 3adant3 φ y 𝒫 X Fin w = x y F x x y F x x X F x
40 18 39 eqbrtrd φ y 𝒫 X Fin w = x y F x w x X F x
41 40 3exp φ y 𝒫 X Fin w = x y F x w x X F x
42 41 rexlimdv φ y 𝒫 X Fin w = x y F x w x X F x
43 42 adantr φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x y 𝒫 X Fin w = x y F x w x X F x
44 17 43 mpd φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x w x X F x
45 44 ralrimiva φ w ran y 𝒫 X Fin x y F x w x X F x
46 elinel2 y 𝒫 X Fin y Fin
47 46 adantl φ y 𝒫 X Fin y Fin
48 22 adantr φ y 𝒫 X Fin x y F : X
49 37 sselda φ y 𝒫 X Fin x y x X
50 48 49 ffvelrnd φ y 𝒫 X Fin x y F x
51 47 50 fsumrecl φ y 𝒫 X Fin x y F x
52 51 rexrd φ y 𝒫 X Fin x y F x *
53 52 ralrimiva φ y 𝒫 X Fin x y F x *
54 14 rnmptss y 𝒫 X Fin x y F x * ran y 𝒫 X Fin x y F x *
55 53 54 syl φ ran y 𝒫 X Fin x y F x *
56 supxrleub ran y 𝒫 X Fin x y F x * x X F x * sup ran y 𝒫 X Fin x y F x * < x X F x w ran y 𝒫 X Fin x y F x w x X F x
57 55 9 56 syl2anc φ sup ran y 𝒫 X Fin x y F x * < x X F x w ran y 𝒫 X Fin x y F x w x X F x
58 45 57 mpbird φ sup ran y 𝒫 X Fin x y F x * < x X F x
59 10 58 eqbrtrd φ sum^ F x X F x
60 ssid X X
61 60 a1i φ X X
62 1 2 61 1 fsumlesge0 φ x X F x sum^ F
63 4 9 59 62 xrletrid φ sum^ F = x X F x