Metamath Proof Explorer


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 ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
sge0xaddlem1.c ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
sge0xaddlem1.rp ( 𝜑𝐸 ∈ ℝ+ )
sge0xaddlem1.u ( 𝜑𝑈𝐴 )
sge0xaddlem1.ufi ( 𝜑𝑈 ∈ Fin )
sge0xaddlem1.7 ( 𝜑𝑊𝐴 )
sge0xaddlem1.wfi ( 𝜑𝑊 ∈ Fin )
sge0xaddlem1.ltb ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) < ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) )
sge0xaddlem1.ltc ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) < ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) )
sge0xaddlem1.xr ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
sge0xaddlem1.sb ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) ∈ ℝ )
sge0xaddlem1.sc ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ∈ ℝ )
Assertion sge0xaddlem1 ( 𝜑 → ( ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) + ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sge0xaddlem1.a ( 𝜑𝐴𝑉 )
2 sge0xaddlem1.b ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
3 sge0xaddlem1.c ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
4 sge0xaddlem1.rp ( 𝜑𝐸 ∈ ℝ+ )
5 sge0xaddlem1.u ( 𝜑𝑈𝐴 )
6 sge0xaddlem1.ufi ( 𝜑𝑈 ∈ Fin )
7 sge0xaddlem1.7 ( 𝜑𝑊𝐴 )
8 sge0xaddlem1.wfi ( 𝜑𝑊 ∈ Fin )
9 sge0xaddlem1.ltb ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) < ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) )
10 sge0xaddlem1.ltc ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) < ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) )
11 sge0xaddlem1.xr ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
12 sge0xaddlem1.sb ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) ∈ ℝ )
13 sge0xaddlem1.sc ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ∈ ℝ )
14 nfv 𝑘 𝜑
15 14 1 2 sge0revalmpt ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) = sup ( ran ( 𝑦 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑦 𝐵 ) , ℝ* , < ) )
16 14 1 3 sge0revalmpt ( 𝜑 → ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) = sup ( ran ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑧 𝐶 ) , ℝ* , < ) )
17 15 16 oveq12d ( 𝜑 → ( ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) + ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ) = ( sup ( ran ( 𝑦 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑦 𝐵 ) , ℝ* , < ) + sup ( ran ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑧 𝐶 ) , ℝ* , < ) ) )
18 15 eqcomd ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑦 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑦 𝐵 ) , ℝ* , < ) = ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) )
19 18 12 eqeltrd ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑦 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑦 𝐵 ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ )
20 16 13 eqeltrrd ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑧 𝐶 ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ )
21 19 20 readdcld ( 𝜑 → ( sup ( ran ( 𝑦 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑦 𝐵 ) , ℝ* , < ) + sup ( ran ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑧 𝐶 ) , ℝ* , < ) ) ∈ ℝ )
22 21 rexrd ( 𝜑 → ( sup ( ran ( 𝑦 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑦 𝐵 ) , ℝ* , < ) + sup ( ran ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑧 𝐶 ) , ℝ* , < ) ) ∈ ℝ* )
23 17 22 eqeltrd ( 𝜑 → ( ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) + ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ) ∈ ℝ* )
24 elinel2 ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) → 𝑥 ∈ Fin )
25 24 adantl ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) → 𝑥 ∈ Fin )
26 simpll ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝜑 )
27 elpwinss ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) → 𝑥𝐴 )
28 27 adantr ( ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝑥𝐴 )
29 simpr ( ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝑘𝑥 )
30 28 29 sseldd ( ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝑘𝐴 )
31 30 adantll ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝑘𝐴 )
32 rge0ssre ( 0 [,) +∞ ) ⊆ ℝ
33 32 2 sselid ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
34 26 31 33 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
35 32 3 sselid ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
36 26 31 35 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) ∧ 𝑘𝑥 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
37 34 36 readdcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) ∧ 𝑘𝑥 ) → ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ )
38 25 37 fsumrecl ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) → Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ )
39 38 rexrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ) → Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ* )
40 39 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ* )
41 eqid ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) = ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) )
42 41 rnmptss ( ∀ 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ* → ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ⊆ ℝ* )
43 40 42 syl ( 𝜑 → ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ⊆ ℝ* )
44 supxrcl ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ⊆ ℝ* → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ* )
45 43 44 syl ( 𝜑 → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ* )
46 4 rpxrd ( 𝜑𝐸 ∈ ℝ* )
47 45 46 xaddcld ( 𝜑 → ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) ∈ ℝ* )
48 simpl ( ( 𝜑𝑘𝑈 ) → 𝜑 )
49 5 sselda ( ( 𝜑𝑘𝑈 ) → 𝑘𝐴 )
50 48 49 2 syl2anc ( ( 𝜑𝑘𝑈 ) → 𝐵 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
51 32 50 sselid ( ( 𝜑𝑘𝑈 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
52 6 51 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘𝑈 𝐵 ∈ ℝ )
53 4 rpred ( 𝜑𝐸 ∈ ℝ )
54 53 rehalfcld ( 𝜑 → ( 𝐸 / 2 ) ∈ ℝ )
55 52 54 readdcld ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) ∈ ℝ )
56 32 a1i ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → ( 0 [,) +∞ ) ⊆ ℝ )
57 simpl ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → 𝜑 )
58 7 adantr ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → 𝑊𝐴 )
59 simpr ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → 𝑘𝑊 )
60 58 59 sseldd ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → 𝑘𝐴 )
61 57 60 3 syl2anc ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → 𝐶 ∈ ( 0 [,) +∞ ) )
62 56 61 sseldd ( ( 𝜑𝑘𝑊 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
63 8 62 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘𝑊 𝐶 ∈ ℝ )
64 63 54 readdcld ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ∈ ℝ )
65 55 64 readdcld ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) + ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ) ∈ ℝ )
66 65 rexrd ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) + ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ) ∈ ℝ* )
67 12 13 55 64 9 10 ltadd12dd ( 𝜑 → ( ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) + ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ) < ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) + ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ) )
68 52 recnd ( 𝜑 → Σ 𝑘𝑈 𝐵 ∈ ℂ )
69 54 recnd ( 𝜑 → ( 𝐸 / 2 ) ∈ ℂ )
70 63 recnd ( 𝜑 → Σ 𝑘𝑊 𝐶 ∈ ℂ )
71 68 69 70 69 add4d ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) + ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ) = ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + ( ( 𝐸 / 2 ) + ( 𝐸 / 2 ) ) ) )
72 53 recnd ( 𝜑𝐸 ∈ ℂ )
73 72 2halvesd ( 𝜑 → ( ( 𝐸 / 2 ) + ( 𝐸 / 2 ) ) = 𝐸 )
74 73 oveq2d ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + ( ( 𝐸 / 2 ) + ( 𝐸 / 2 ) ) ) = ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) )
75 71 74 eqtrd ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) + ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ) = ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) )
76 75 66 eqeltrrd ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ∈ ℝ* )
77 pnfxr +∞ ∈ ℝ*
78 77 a1i ( 𝜑 → +∞ ∈ ℝ* )
79 75 65 eqeltrrd ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ∈ ℝ )
80 ltpnf ( ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ∈ ℝ → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) < +∞ )
81 79 80 syl ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) < +∞ )
82 76 78 81 xrltled ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ +∞ )
83 82 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ +∞ )
84 oveq1 ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ → ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) = ( +∞ +𝑒 𝐸 ) )
85 84 adantl ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) = ( +∞ +𝑒 𝐸 ) )
86 53 renemnfd ( 𝜑𝐸 ≠ -∞ )
87 xaddpnf2 ( ( 𝐸 ∈ ℝ*𝐸 ≠ -∞ ) → ( +∞ +𝑒 𝐸 ) = +∞ )
88 46 86 87 syl2anc ( 𝜑 → ( +∞ +𝑒 𝐸 ) = +∞ )
89 88 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → ( +∞ +𝑒 𝐸 ) = +∞ )
90 85 89 eqtr2d ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → +∞ = ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
91 83 90 breqtrd ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
92 simpl ( ( 𝜑 ∧ ¬ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → 𝜑 )
93 92 11 syl ( ( 𝜑 ∧ ¬ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
94 neqne ( ¬ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ≠ +∞ )
95 94 adantl ( ( 𝜑 ∧ ¬ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ≠ +∞ )
96 ge0xrre ( ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ≠ +∞ ) → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ )
97 93 95 96 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ¬ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ )
98 52 63 readdcld ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) ∈ ℝ )
99 98 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) ∈ ℝ )
100 simpr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ )
101 53 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → 𝐸 ∈ ℝ )
102 6 8 jca ( 𝜑 → ( 𝑈 ∈ Fin ∧ 𝑊 ∈ Fin ) )
103 unfi ( ( 𝑈 ∈ Fin ∧ 𝑊 ∈ Fin ) → ( 𝑈𝑊 ) ∈ Fin )
104 102 103 syl ( 𝜑 → ( 𝑈𝑊 ) ∈ Fin )
105 simpl ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝜑 )
106 5 7 unssd ( 𝜑 → ( 𝑈𝑊 ) ⊆ 𝐴 )
107 106 adantr ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → ( 𝑈𝑊 ) ⊆ 𝐴 )
108 simpr ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) )
109 107 108 sseldd ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝑘𝐴 )
110 105 109 33 syl2anc ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝐵 ∈ ℝ )
111 109 35 syldan ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝐶 ∈ ℝ )
112 110 111 readdcld ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ )
113 104 112 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ )
114 113 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ℝ )
115 104 110 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐵 ∈ ℝ )
116 104 111 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐶 ∈ ℝ )
117 icossicc ( 0 [,) +∞ ) ⊆ ( 0 [,] +∞ )
118 117 2 sselid ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
119 xrge0ge0 ( 𝐵 ∈ ( 0 [,] +∞ ) → 0 ≤ 𝐵 )
120 118 119 syl ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 0 ≤ 𝐵 )
121 109 120 syldan ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 0 ≤ 𝐵 )
122 ssun1 𝑈 ⊆ ( 𝑈𝑊 )
123 122 a1i ( 𝜑𝑈 ⊆ ( 𝑈𝑊 ) )
124 104 110 121 123 fsumless ( 𝜑 → Σ 𝑘𝑈 𝐵 ≤ Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐵 )
125 117 3 sselid ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
126 xrge0ge0 ( 𝐶 ∈ ( 0 [,] +∞ ) → 0 ≤ 𝐶 )
127 125 126 syl ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 0 ≤ 𝐶 )
128 109 127 syldan ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 0 ≤ 𝐶 )
129 ssun2 𝑊 ⊆ ( 𝑈𝑊 )
130 129 a1i ( 𝜑𝑊 ⊆ ( 𝑈𝑊 ) )
131 104 111 128 130 fsumless ( 𝜑 → Σ 𝑘𝑊 𝐶 ≤ Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐶 )
132 52 63 115 116 124 131 leadd12dd ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) ≤ ( Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐵 + Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐶 ) )
133 110 recnd ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝐵 ∈ ℂ )
134 111 recnd ( ( 𝜑𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ) → 𝐶 ∈ ℂ )
135 104 133 134 fsumadd ( 𝜑 → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) = ( Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐵 + Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐶 ) )
136 135 eqcomd ( 𝜑 → ( Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐵 + Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) 𝐶 ) = Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) )
137 132 136 breqtrd ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) ≤ Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) )
138 137 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) ≤ Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) )
139 43 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ⊆ ℝ* )
140 104 106 elpwd ( 𝜑 → ( 𝑈𝑊 ) ∈ 𝒫 𝐴 )
141 140 104 elind ( 𝜑 → ( 𝑈𝑊 ) ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) )
142 113 elexd ( 𝜑 → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ V )
143 sumeq1 ( 𝑥 = ( 𝑈𝑊 ) → Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) = Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) )
144 41 143 elrnmpt1s ( ( ( 𝑈𝑊 ) ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ∧ Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ V ) → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) )
145 141 142 144 syl2anc ( 𝜑 → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) )
146 145 adantr ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) )
147 supxrub ( ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ⊆ ℝ* ∧ Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ∈ ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ) → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ≤ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) )
148 139 146 147 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → Σ 𝑘 ∈ ( 𝑈𝑊 ) ( 𝐵 + 𝐶 ) ≤ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) )
149 99 114 100 138 148 letrd ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) ≤ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) )
150 99 100 101 149 leadd1dd ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) + 𝐸 ) )
151 rexadd ( ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ ) → ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) = ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) + 𝐸 ) )
152 100 101 151 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) = ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) + 𝐸 ) )
153 152 eqcomd ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) + 𝐸 ) = ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
154 150 153 breqtrd ( ( 𝜑 ∧ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) ∈ ℝ ) → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
155 92 97 154 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ¬ sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) = +∞ ) → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
156 91 155 pm2.61dan ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + Σ 𝑘𝑊 𝐶 ) + 𝐸 ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
157 75 156 eqbrtrd ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝑈 𝐵 + ( 𝐸 / 2 ) ) + ( Σ 𝑘𝑊 𝐶 + ( 𝐸 / 2 ) ) ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
158 23 66 47 67 157 xrltletrd ( 𝜑 → ( ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) + ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ) < ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )
159 23 47 158 xrltled ( 𝜑 → ( ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐵 ) ) + ( Σ^ ‘ ( 𝑘𝐴𝐶 ) ) ) ≤ ( sup ( ran ( 𝑥 ∈ ( 𝒫 𝐴 ∩ Fin ) ↦ Σ 𝑘𝑥 ( 𝐵 + 𝐶 ) ) , ℝ* , < ) +𝑒 𝐸 ) )