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Theorem sge0ltfirpmpt2

Description: If the extended sum of nonnegative reals is not +oo , then it can be approximated from below by finite subsums. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses sge0ltfirpmpt2.xph ⊢ Ⅎ x φ
sge0ltfirpmpt2.a ⊢ φ → A ∈ V
sge0ltfirpmpt2.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ 0 +∞
sge0ltfirpmpt2.rp ⊢ φ → Y ∈ ℝ +
sge0ltfirpmpt2.re ⊢ φ → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ∈ ℝ
Assertion sge0ltfirpmpt2 ⊢ φ → ∃ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < ∑ x ∈ y B + Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sge0ltfirpmpt2.xph ⊢ Ⅎ x φ
2 sge0ltfirpmpt2.a ⊢ φ → A ∈ V
3 sge0ltfirpmpt2.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ 0 +∞
4 sge0ltfirpmpt2.rp ⊢ φ → Y ∈ ℝ +
5 sge0ltfirpmpt2.re ⊢ φ → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ∈ ℝ
6 eqid ⊢ x ∈ A ⟼ B = x ∈ A ⟼ B
7 1 3 6 fmptdf ⊢ φ → x ∈ A ⟼ B : A ⟶ 0 +∞
8 2 7 4 5 sge0ltfirp ⊢ φ → ∃ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y
9 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y
10 elpwinss ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → y ⊆ A
11 10 resmptd ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → x ∈ A ⟼ B ↾ y = x ∈ y ⟼ B
12 11 fveq2d ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y = sum^ ⁡ x ∈ y ⟼ B
13 12 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y = sum^ ⁡ x ∈ y ⟼ B
14 elinel2 ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → y ∈ Fin
15 14 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → y ∈ Fin
16 nfv ⊢ Ⅎ x y ∈ 𝒫 A ∩ Fin
17 1 16 nfan ⊢ Ⅎ x φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin
18 simpll ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ x ∈ y → φ
19 10 sselda ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ x ∈ y → x ∈ A
20 19 adantll ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ x ∈ y → x ∈ A
21 1 2 3 5 sge0rernmpt ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ 0 +∞
22 18 20 21 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ x ∈ y → B ∈ 0 +∞
23 eqid ⊢ x ∈ y ⟼ B = x ∈ y ⟼ B
24 17 22 23 fmptdf ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → x ∈ y ⟼ B : y ⟶ 0 +∞
25 15 24 sge0fsum ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → sum^ ⁡ x ∈ y ⟼ B = ∑ k ∈ y x ∈ y ⟼ B ⁡ k
26 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ k ∈ y → k ∈ y
27 simpll ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ k ∈ y → φ
28 10 sselda ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ k ∈ y → k ∈ A
29 28 adantll ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ k ∈ y → k ∈ A
30 nfv ⊢ Ⅎ x k ∈ A
31 1 30 nfan ⊢ Ⅎ x φ ∧ k ∈ A
32 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ x ⦋ k / x⦌ B
33 32 nfel1 ⊢ Ⅎ x ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞
34 31 33 nfim ⊢ Ⅎ x φ ∧ k ∈ A → ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞
35 eleq1w ⊢ x = k → x ∈ A ↔ k ∈ A
36 35 anbi2d ⊢ x = k → φ ∧ x ∈ A ↔ φ ∧ k ∈ A
37 csbeq1a ⊢ x = k → B = ⦋ k / x⦌ B
38 37 eleq1d ⊢ x = k → B ∈ 0 +∞ ↔ ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞
39 36 38 imbi12d ⊢ x = k → φ ∧ x ∈ A → B ∈ 0 +∞ ↔ φ ∧ k ∈ A → ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞
40 34 39 21 chvarfv ⊢ φ ∧ k ∈ A → ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞
41 27 29 40 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ k ∈ y → ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞
42 nfcv ⊢ Ⅎ _ k B
43 42 32 37 cbvmpt ⊢ x ∈ y ⟼ B = k ∈ y ⟼ ⦋ k / x⦌ B
44 43 fvmpt2 ⊢ k ∈ y ∧ ⦋ k / x⦌ B ∈ 0 +∞ → x ∈ y ⟼ B ⁡ k = ⦋ k / x⦌ B
45 26 41 44 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ k ∈ y → x ∈ y ⟼ B ⁡ k = ⦋ k / x⦌ B
46 45 sumeq2dv ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → ∑ k ∈ y x ∈ y ⟼ B ⁡ k = ∑ k ∈ y ⦋ k / x⦌ B
47 eqcom ⊢ x = k ↔ k = x
48 47 imbi1i ⊢ x = k → B = ⦋ k / x⦌ B ↔ k = x → B = ⦋ k / x⦌ B
49 eqcom ⊢ B = ⦋ k / x⦌ B ↔ ⦋ k / x⦌ B = B
50 49 imbi2i ⊢ k = x → B = ⦋ k / x⦌ B ↔ k = x → ⦋ k / x⦌ B = B
51 48 50 bitri ⊢ x = k → B = ⦋ k / x⦌ B ↔ k = x → ⦋ k / x⦌ B = B
52 37 51 mpbi ⊢ k = x → ⦋ k / x⦌ B = B
53 52 32 42 cbvsum ⊢ ∑ k ∈ y ⦋ k / x⦌ B = ∑ x ∈ y B
54 53 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → ∑ k ∈ y ⦋ k / x⦌ B = ∑ x ∈ y B
55 46 54 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → ∑ k ∈ y x ∈ y ⟼ B ⁡ k = ∑ x ∈ y B
56 13 25 55 3eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y = ∑ x ∈ y B
57 56 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y = ∑ x ∈ y B + Y
58 57 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y = ∑ x ∈ y B + Y
59 9 58 breqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < ∑ x ∈ y B + Y
60 59 ex ⊢ φ ∧ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y → sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < ∑ x ∈ y B + Y
61 60 reximdva ⊢ φ → ∃ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B ↾ y + Y → ∃ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < ∑ x ∈ y B + Y
62 8 61 mpd ⊢ φ → ∃ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin sum^ ⁡ x ∈ A ⟼ B < ∑ x ∈ y B + Y