Metamath Proof Explorer


Theorem sge0supre

Description: If the arbitrary sum of nonnegative extended reals is real, then it is the supremum (in the real numbers) of finite subsums. Similar to sge0sup , but here we can use sup with respect to RR instead of RR* . (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses sge0supre.x φ X V
sge0supre.f φ F : X 0 +∞
sge0supre.re φ sum^ F
Assertion sge0supre φ sum^ F = sup ran x 𝒫 X Fin y x F y <

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sge0supre.x φ X V
2 sge0supre.f φ F : X 0 +∞
3 sge0supre.re φ sum^ F
4 1 adantr φ +∞ ran F X V
5 2 adantr φ +∞ ran F F : X 0 +∞
6 simpr φ +∞ ran F +∞ ran F
7 4 5 6 sge0pnfval φ +∞ ran F sum^ F = +∞
8 1 2 sge0repnf φ sum^ F ¬ sum^ F = +∞
9 3 8 mpbid φ ¬ sum^ F = +∞
10 9 adantr φ +∞ ran F ¬ sum^ F = +∞
11 7 10 pm2.65da φ ¬ +∞ ran F
12 2 11 fge0iccico φ F : X 0 +∞
13 1 12 sge0reval φ sum^ F = sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * <
14 12 sge0rnre φ ran x 𝒫 X Fin y x F y
15 sge0rnn0 ran x 𝒫 X Fin y x F y
16 15 a1i φ ran x 𝒫 X Fin y x F y
17 simpr φ w ran x 𝒫 X Fin y x F y w ran x 𝒫 X Fin y x F y
18 eqid x 𝒫 X Fin y x F y = x 𝒫 X Fin y x F y
19 18 elrnmpt w ran x 𝒫 X Fin y x F y w ran x 𝒫 X Fin y x F y x 𝒫 X Fin w = y x F y
20 19 adantl φ w ran x 𝒫 X Fin y x F y w ran x 𝒫 X Fin y x F y x 𝒫 X Fin w = y x F y
21 17 20 mpbid φ w ran x 𝒫 X Fin y x F y x 𝒫 X Fin w = y x F y
22 simp3 φ x 𝒫 X Fin w = y x F y w = y x F y
23 ressxr *
24 23 a1i φ *
25 14 24 sstrd φ ran x 𝒫 X Fin y x F y *
26 25 adantr φ x 𝒫 X Fin ran x 𝒫 X Fin y x F y *
27 id x 𝒫 X Fin x 𝒫 X Fin
28 sumex y x F y V
29 28 a1i x 𝒫 X Fin y x F y V
30 18 elrnmpt1 x 𝒫 X Fin y x F y V y x F y ran x 𝒫 X Fin y x F y
31 27 29 30 syl2anc x 𝒫 X Fin y x F y ran x 𝒫 X Fin y x F y
32 31 adantl φ x 𝒫 X Fin y x F y ran x 𝒫 X Fin y x F y
33 supxrub ran x 𝒫 X Fin y x F y * y x F y ran x 𝒫 X Fin y x F y y x F y sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * <
34 26 32 33 syl2anc φ x 𝒫 X Fin y x F y sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * <
35 13 eqcomd φ sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * < = sum^ F
36 35 adantr φ x 𝒫 X Fin sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * < = sum^ F
37 34 36 breqtrd φ x 𝒫 X Fin y x F y sum^ F
38 37 3adant3 φ x 𝒫 X Fin w = y x F y y x F y sum^ F
39 22 38 eqbrtrd φ x 𝒫 X Fin w = y x F y w sum^ F
40 39 3exp φ x 𝒫 X Fin w = y x F y w sum^ F
41 40 rexlimdv φ x 𝒫 X Fin w = y x F y w sum^ F
42 41 adantr φ w ran x 𝒫 X Fin y x F y x 𝒫 X Fin w = y x F y w sum^ F
43 21 42 mpd φ w ran x 𝒫 X Fin y x F y w sum^ F
44 43 ralrimiva φ w ran x 𝒫 X Fin y x F y w sum^ F
45 brralrspcev sum^ F w ran x 𝒫 X Fin y x F y w sum^ F z w ran x 𝒫 X Fin y x F y w z
46 3 44 45 syl2anc φ z w ran x 𝒫 X Fin y x F y w z
47 supxrre ran x 𝒫 X Fin y x F y ran x 𝒫 X Fin y x F y z w ran x 𝒫 X Fin y x F y w z sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * < = sup ran x 𝒫 X Fin y x F y <
48 14 16 46 47 syl3anc φ sup ran x 𝒫 X Fin y x F y * < = sup ran x 𝒫 X Fin y x F y <
49 13 48 eqtrd φ sum^ F = sup ran x 𝒫 X Fin y x F y <