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Theorem sge0xaddlem1

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

Ref Expression
Hypotheses sge0xaddlem1.a φAV
sge0xaddlem1.b φkAB0+∞
sge0xaddlem1.c φkAC0+∞
sge0xaddlem1.rp φE+
sge0xaddlem1.u φUA
sge0xaddlem1.ufi φUFin
sge0xaddlem1.7 φWA
sge0xaddlem1.wfi φWFin
sge0xaddlem1.ltb φsum^kAB<kUB+E2
sge0xaddlem1.ltc φsum^kAC<kWC+E2
sge0xaddlem1.xr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<0+∞
sge0xaddlem1.sb φsum^kAB
sge0xaddlem1.sc φsum^kAC
Assertion sge0xaddlem1 φsum^kAB+sum^kACsupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sge0xaddlem1.a φAV
2 sge0xaddlem1.b φkAB0+∞
3 sge0xaddlem1.c φkAC0+∞
4 sge0xaddlem1.rp φE+
5 sge0xaddlem1.u φUA
6 sge0xaddlem1.ufi φUFin
7 sge0xaddlem1.7 φWA
8 sge0xaddlem1.wfi φWFin
9 sge0xaddlem1.ltb φsum^kAB<kUB+E2
10 sge0xaddlem1.ltc φsum^kAC<kWC+E2
11 sge0xaddlem1.xr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<0+∞
12 sge0xaddlem1.sb φsum^kAB
13 sge0xaddlem1.sc φsum^kAC
14 nfv kφ
15 14 1 2 sge0revalmpt φsum^kAB=suprany𝒫AFinkyB*<
16 14 1 3 sge0revalmpt φsum^kAC=supranz𝒫AFinkzC*<
17 15 16 oveq12d φsum^kAB+sum^kAC=suprany𝒫AFinkyB*<+supranz𝒫AFinkzC*<
18 15 eqcomd φsuprany𝒫AFinkyB*<=sum^kAB
19 18 12 eqeltrd φsuprany𝒫AFinkyB*<
20 16 13 eqeltrrd φsupranz𝒫AFinkzC*<
21 19 20 readdcld φsuprany𝒫AFinkyB*<+supranz𝒫AFinkzC*<
22 21 rexrd φsuprany𝒫AFinkyB*<+supranz𝒫AFinkzC*<*
23 17 22 eqeltrd φsum^kAB+sum^kAC*
24 elinel2 x𝒫AFinxFin
25 24 adantl φx𝒫AFinxFin
26 simpll φx𝒫AFinkxφ
27 elpwinss x𝒫AFinxA
28 27 adantr x𝒫AFinkxxA
29 simpr x𝒫AFinkxkx
30 28 29 sseldd x𝒫AFinkxkA
31 30 adantll φx𝒫AFinkxkA
32 rge0ssre 0+∞
33 32 2 sselid φkAB
34 26 31 33 syl2anc φx𝒫AFinkxB
35 32 3 sselid φkAC
36 26 31 35 syl2anc φx𝒫AFinkxC
37 34 36 readdcld φx𝒫AFinkxB+C
38 25 37 fsumrecl φx𝒫AFinkxB+C
39 38 rexrd φx𝒫AFinkxB+C*
40 39 ralrimiva φx𝒫AFinkxB+C*
41 eqid x𝒫AFinkxB+C=x𝒫AFinkxB+C
42 41 rnmptss x𝒫AFinkxB+C*ranx𝒫AFinkxB+C*
43 40 42 syl φranx𝒫AFinkxB+C*
44 supxrcl ranx𝒫AFinkxB+C*supranx𝒫AFinkxB+C*<*
45 43 44 syl φsupranx𝒫AFinkxB+C*<*
46 4 rpxrd φE*
47 45 46 xaddcld φsupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E*
48 simpl φkUφ
49 5 sselda φkUkA
50 48 49 2 syl2anc φkUB0+∞
51 32 50 sselid φkUB
52 6 51 fsumrecl φkUB
53 4 rpred φE
54 53 rehalfcld φE2
55 52 54 readdcld φkUB+E2
56 32 a1i φkW0+∞
57 simpl φkWφ
58 7 adantr φkWWA
59 simpr φkWkW
60 58 59 sseldd φkWkA
61 57 60 3 syl2anc φkWC0+∞
62 56 61 sseldd φkWC
63 8 62 fsumrecl φkWC
64 63 54 readdcld φkWC+E2
65 55 64 readdcld φkUB+E2+kWC+E2
66 65 rexrd φkUB+E2+kWC+E2*
67 12 13 55 64 9 10 ltadd12dd φsum^kAB+sum^kAC<kUB+E2+kWC+E2
68 52 recnd φkUB
69 54 recnd φE2
70 63 recnd φkWC
71 68 69 70 69 add4d φkUB+E2+kWC+E2=kUB+kWC+E2+E2
72 53 recnd φE
73 72 2halvesd φE2+E2=E
74 73 oveq2d φkUB+kWC+E2+E2=kUB+kWC+E
75 71 74 eqtrd φkUB+E2+kWC+E2=kUB+kWC+E
76 75 66 eqeltrrd φkUB+kWC+E*
77 pnfxr +∞*
78 77 a1i φ+∞*
79 75 65 eqeltrrd φkUB+kWC+E
80 ltpnf kUB+kWC+EkUB+kWC+E<+∞
81 79 80 syl φkUB+kWC+E<+∞
82 76 78 81 xrltled φkUB+kWC+E+∞
83 82 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞kUB+kWC+E+∞
84 oveq1 supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E=+∞+𝑒E
85 84 adantl φsupranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E=+∞+𝑒E
86 53 renemnfd φE−∞
87 xaddpnf2 E*E−∞+∞+𝑒E=+∞
88 46 86 87 syl2anc φ+∞+𝑒E=+∞
89 88 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞+∞+𝑒E=+∞
90 85 89 eqtr2d φsupranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞+∞=supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
91 83 90 breqtrd φsupranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞kUB+kWC+Esupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
92 simpl φ¬supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞φ
93 92 11 syl φ¬supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<0+∞
94 neqne ¬supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<+∞
95 94 adantl φ¬supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<+∞
96 ge0xrre supranx𝒫AFinkxB+C*<0+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<
97 93 95 96 syl2anc φ¬supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞supranx𝒫AFinkxB+C*<
98 52 63 readdcld φkUB+kWC
99 98 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUB+kWC
100 simpr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<supranx𝒫AFinkxB+C*<
101 53 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<E
102 6 8 jca φUFinWFin
103 unfi UFinWFinUWFin
104 102 103 syl φUWFin
105 simpl φkUWφ
106 5 7 unssd φUWA
107 106 adantr φkUWUWA
108 simpr φkUWkUW
109 107 108 sseldd φkUWkA
110 105 109 33 syl2anc φkUWB
111 109 35 syldan φkUWC
112 110 111 readdcld φkUWB+C
113 104 112 fsumrecl φkUWB+C
114 113 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUWB+C
115 104 110 fsumrecl φkUWB
116 104 111 fsumrecl φkUWC
117 icossicc 0+∞0+∞
118 117 2 sselid φkAB0+∞
119 xrge0ge0 B0+∞0B
120 118 119 syl φkA0B
121 109 120 syldan φkUW0B
122 ssun1 UUW
123 122 a1i φUUW
124 104 110 121 123 fsumless φkUBkUWB
125 117 3 sselid φkAC0+∞
126 xrge0ge0 C0+∞0C
127 125 126 syl φkA0C
128 109 127 syldan φkUW0C
129 ssun2 WUW
130 129 a1i φWUW
131 104 111 128 130 fsumless φkWCkUWC
132 52 63 115 116 124 131 leadd12dd φkUB+kWCkUWB+kUWC
133 110 recnd φkUWB
134 111 recnd φkUWC
135 104 133 134 fsumadd φkUWB+C=kUWB+kUWC
136 135 eqcomd φkUWB+kUWC=kUWB+C
137 132 136 breqtrd φkUB+kWCkUWB+C
138 137 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUB+kWCkUWB+C
139 43 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<ranx𝒫AFinkxB+C*
140 104 106 elpwd φUW𝒫A
141 140 104 elind φUW𝒫AFin
142 113 elexd φkUWB+CV
143 sumeq1 x=UWkxB+C=kUWB+C
144 41 143 elrnmpt1s UW𝒫AFinkUWB+CVkUWB+Cranx𝒫AFinkxB+C
145 141 142 144 syl2anc φkUWB+Cranx𝒫AFinkxB+C
146 145 adantr φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUWB+Cranx𝒫AFinkxB+C
147 supxrub ranx𝒫AFinkxB+C*kUWB+Cranx𝒫AFinkxB+CkUWB+Csupranx𝒫AFinkxB+C*<
148 139 146 147 syl2anc φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUWB+Csupranx𝒫AFinkxB+C*<
149 99 114 100 138 148 letrd φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUB+kWCsupranx𝒫AFinkxB+C*<
150 99 100 101 149 leadd1dd φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUB+kWC+Esupranx𝒫AFinkxB+C*<+E
151 rexadd supranx𝒫AFinkxB+C*<Esupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E=supranx𝒫AFinkxB+C*<+E
152 100 101 151 syl2anc φsupranx𝒫AFinkxB+C*<supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E=supranx𝒫AFinkxB+C*<+E
153 152 eqcomd φsupranx𝒫AFinkxB+C*<supranx𝒫AFinkxB+C*<+E=supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
154 150 153 breqtrd φsupranx𝒫AFinkxB+C*<kUB+kWC+Esupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
155 92 97 154 syl2anc φ¬supranx𝒫AFinkxB+C*<=+∞kUB+kWC+Esupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
156 91 155 pm2.61dan φkUB+kWC+Esupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
157 75 156 eqbrtrd φkUB+E2+kWC+E2supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
158 23 66 47 67 157 xrltletrd φsum^kAB+sum^kAC<supranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E
159 23 47 158 xrltled φsum^kAB+sum^kACsupranx𝒫AFinkxB+C*<+𝑒E