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Theorem sge0xadd

Description: The extended addition of two generalized sums of nonnegative extended reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses sge0xadd.kph kφ
sge0xadd.a φAV
sge0xadd.b φkAB0+∞
sge0xadd.c φkAC0+∞
Assertion sge0xadd φsum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sge0xadd.kph kφ
2 sge0xadd.a φAV
3 sge0xadd.b φkAB0+∞
4 sge0xadd.c φkAC0+∞
5 simpr φsum^kAB=+∞sum^kAB=+∞
6 5 oveq1d φsum^kAB=+∞sum^kAB+𝑒sum^kAC=+∞+𝑒sum^kAC
7 1 2 4 sge0xrclmpt φsum^kAC*
8 eqid kAC=kAC
9 1 4 8 fmptdf φkAC:A0+∞
10 2 9 sge0nemnf φsum^kAC−∞
11 xaddpnf2 sum^kAC*sum^kAC−∞+∞+𝑒sum^kAC=+∞
12 7 10 11 syl2anc φ+∞+𝑒sum^kAC=+∞
13 12 adantr φsum^kAB=+∞+∞+𝑒sum^kAC=+∞
14 ge0xaddcl B0+∞C0+∞B+𝑒C0+∞
15 3 4 14 syl2anc φkAB+𝑒C0+∞
16 1 2 15 sge0xrclmpt φsum^kAB+𝑒C*
17 16 adantr φsum^kAB=+∞sum^kAB+𝑒C*
18 id sum^kAB=+∞sum^kAB=+∞
19 18 eqcomd sum^kAB=+∞+∞=sum^kAB
20 19 adantl φsum^kAB=+∞+∞=sum^kAB
21 2 elexd φAV
22 iccssxr 0+∞*
23 22 3 sselid φkAB*
24 23 4 xadd0ge φkABB+𝑒C
25 1 21 3 15 24 sge0lempt φsum^kABsum^kAB+𝑒C
26 25 adantr φsum^kAB=+∞sum^kABsum^kAB+𝑒C
27 20 26 eqbrtrd φsum^kAB=+∞+∞sum^kAB+𝑒C
28 17 27 xrgepnfd φsum^kAB=+∞sum^kAB+𝑒C=+∞
29 28 eqcomd φsum^kAB=+∞+∞=sum^kAB+𝑒C
30 6 13 29 3eqtrrd φsum^kAB=+∞sum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
31 simpl φ¬sum^kAB=+∞φ
32 simpr φ¬sum^kAB=+∞¬sum^kAB=+∞
33 eqid kAB=kAB
34 1 3 33 fmptdf φkAB:A0+∞
35 2 34 sge0repnf φsum^kAB¬sum^kAB=+∞
36 35 adantr φ¬sum^kAB=+∞sum^kAB¬sum^kAB=+∞
37 32 36 mpbird φ¬sum^kAB=+∞sum^kAB
38 simpr φsum^kAC=+∞sum^kAC=+∞
39 38 oveq2d φsum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒sum^kAC=sum^kAB+𝑒+∞
40 2 34 sge0xrcl φsum^kAB*
41 2 34 sge0nemnf φsum^kAB−∞
42 xaddpnf1 sum^kAB*sum^kAB−∞sum^kAB+𝑒+∞=+∞
43 40 41 42 syl2anc φsum^kAB+𝑒+∞=+∞
44 43 adantr φsum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒+∞=+∞
45 16 adantr φsum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒C*
46 id sum^kAC=+∞sum^kAC=+∞
47 46 eqcomd sum^kAC=+∞+∞=sum^kAC
48 47 adantl φsum^kAC=+∞+∞=sum^kAC
49 22 4 sselid φkAC*
50 49 3 xadd0ge2 φkACB+𝑒C
51 1 2 4 15 50 sge0lempt φsum^kACsum^kAB+𝑒C
52 51 adantr φsum^kAC=+∞sum^kACsum^kAB+𝑒C
53 48 52 eqbrtrd φsum^kAC=+∞+∞sum^kAB+𝑒C
54 45 53 xrgepnfd φsum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒C=+∞
55 54 eqcomd φsum^kAC=+∞+∞=sum^kAB+𝑒C
56 39 44 55 3eqtrrd φsum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
57 56 adantlr φsum^kABsum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
58 simpl φsum^kAB¬sum^kAC=+∞φsum^kAB
59 simpr φ¬sum^kAC=+∞¬sum^kAC=+∞
60 2 9 sge0repnf φsum^kAC¬sum^kAC=+∞
61 60 adantr φ¬sum^kAC=+∞sum^kAC¬sum^kAC=+∞
62 59 61 mpbird φ¬sum^kAC=+∞sum^kAC
63 62 adantlr φsum^kAB¬sum^kAC=+∞sum^kAC
64 2 ad2antrr φsum^kABsum^kACAV
65 nfcv _ksum^
66 nfmpt1 _kkAB
67 65 66 nffv _ksum^kAB
68 nfcv _k
69 67 68 nfel ksum^kAB
70 1 69 nfan kφsum^kAB
71 nfv kjA
72 70 71 nfan kφsum^kABjA
73 nfcsb1v _kj/kB
74 73 nfel1 kj/kB0+∞
75 72 74 nfim kφsum^kABjAj/kB0+∞
76 eleq1w k=jkAjA
77 76 anbi2d k=jφsum^kABkAφsum^kABjA
78 csbeq1a k=jB=j/kB
79 78 eleq1d k=jB0+∞j/kB0+∞
80 77 79 imbi12d k=jφsum^kABkAB0+∞φsum^kABjAj/kB0+∞
81 2 adantr φsum^kABAV
82 3 adantlr φsum^kABkAB0+∞
83 simpr φsum^kABsum^kAB
84 70 81 82 83 sge0rernmpt φsum^kABkAB0+∞
85 75 80 84 chvarfv φsum^kABjAj/kB0+∞
86 85 adantlr φsum^kABsum^kACjAj/kB0+∞
87 nfmpt1 _kkAC
88 65 87 nffv _ksum^kAC
89 88 68 nfel ksum^kAC
90 1 89 nfan kφsum^kAC
91 90 71 nfan kφsum^kACjA
92 nfcsb1v _kj/kC
93 92 nfel1 kj/kC0+∞
94 91 93 nfim kφsum^kACjAj/kC0+∞
95 76 anbi2d k=jφsum^kACkAφsum^kACjA
96 csbeq1a k=jC=j/kC
97 96 eleq1d k=jC0+∞j/kC0+∞
98 95 97 imbi12d k=jφsum^kACkAC0+∞φsum^kACjAj/kC0+∞
99 2 adantr φsum^kACAV
100 4 adantlr φsum^kACkAC0+∞
101 simpr φsum^kACsum^kAC
102 90 99 100 101 sge0rernmpt φsum^kACkAC0+∞
103 94 98 102 chvarfv φsum^kACjAj/kC0+∞
104 103 adantllr φsum^kABsum^kACjAj/kC0+∞
105 nfcv _jB
106 105 73 78 cbvmpt kAB=jAj/kB
107 106 fveq2i sum^kAB=sum^jAj/kB
108 simplr φsum^kABsum^kACsum^kAB
109 107 108 eqeltrrid φsum^kABsum^kACsum^jAj/kB
110 nfcv _jC
111 110 92 96 cbvmpt kAC=jAj/kC
112 111 fveq2i sum^kAC=sum^jAj/kC
113 simpr φsum^kABsum^kACsum^kAC
114 112 113 eqeltrrid φsum^kABsum^kACsum^jAj/kC
115 64 86 104 109 114 sge0xaddlem2 φsum^kABsum^kACsum^jAj/kB+𝑒j/kC=sum^jAj/kB+𝑒sum^jAj/kC
116 nfcv _jB+𝑒C
117 nfcv _k+𝑒
118 73 117 92 nfov _kj/kB+𝑒j/kC
119 78 96 oveq12d k=jB+𝑒C=j/kB+𝑒j/kC
120 116 118 119 cbvmpt kAB+𝑒C=jAj/kB+𝑒j/kC
121 120 fveq2i sum^kAB+𝑒C=sum^jAj/kB+𝑒j/kC
122 107 112 oveq12i sum^kAB+𝑒sum^kAC=sum^jAj/kB+𝑒sum^jAj/kC
123 121 122 eqeq12i sum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kACsum^jAj/kB+𝑒j/kC=sum^jAj/kB+𝑒sum^jAj/kC
124 115 123 sylibr φsum^kABsum^kACsum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
125 58 63 124 syl2anc φsum^kAB¬sum^kAC=+∞sum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
126 57 125 pm2.61dan φsum^kABsum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
127 31 37 126 syl2anc φ¬sum^kAB=+∞sum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC
128 30 127 pm2.61dan φsum^kAB+𝑒C=sum^kAB+𝑒sum^kAC