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Theorem fourierdlem21 38825
Description: The coefficients of the fourier series are integrable and reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem21.f (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
fourierdlem21.c 𝐶 = (-π(,)π)
fourierdlem21.fibl (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ 𝐿1)
fourierdlem21.b 𝐵 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 / π))
fourierdlem21.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
fourierdlem21 (𝜑 → (((𝐵𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
Distinct variable groups:   𝐶,𝑛,𝑥   𝑛,𝐹,𝑥   𝑛,𝑁,𝑥   𝜑,𝑛,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑛)

Proof of Theorem fourierdlem21
Dummy variables 𝑏 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnnn0 11146 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℕ0)
2 fourierdlem21.f . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
32adantr 479 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
4 ioossre 12062 . . . . . . . . . . . 12 (-π(,)π) ⊆ ℝ
5 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥𝐶𝑥𝐶)
6 fourierdlem21.c . . . . . . . . . . . . 13 𝐶 = (-π(,)π)
75, 6syl6eleq 2697 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐶𝑥 ∈ (-π(,)π))
84, 7sseldi 3565 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐶𝑥 ∈ ℝ)
98adantl 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝑥 ∈ ℝ)
103, 9ffvelrnd 6253 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐶) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
1110adantlr 746 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
12 nn0re 11148 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℝ)
1312adantr 479 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → 𝑛 ∈ ℝ)
148adantl 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → 𝑥 ∈ ℝ)
1513, 14remulcld 9926 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → (𝑛 · 𝑥) ∈ ℝ)
1615resincld 14658 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ)
1716adantll 745 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ)
1811, 17remulcld 9926 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ ℝ)
19 ioombl 23057 . . . . . . . . . . . 12 (-π(,)π) ∈ dom vol
206, 19eqeltri 2683 . . . . . . . . . . 11 𝐶 ∈ dom vol
2120a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐶 ∈ dom vol)
22 eqidd 2610 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))))
23 eqidd 2610 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) = (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)))
2421, 17, 11, 22, 23offval2 6789 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ ((sin‘(𝑛 · 𝑥)) · (𝐹𝑥))))
2517recnd 9924 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℂ)
2611recnd 9924 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
2725, 26mulcomd 9917 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → ((sin‘(𝑛 · 𝑥)) · (𝐹𝑥)) = ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))))
2827mpteq2dva 4666 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((sin‘(𝑛 · 𝑥)) · (𝐹𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥)))))
2924, 28eqtr2d 2644 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) = ((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))))
30 sincn 23919 . . . . . . . . . . . 12 sin ∈ (ℂ–cn→ℂ)
3130a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → sin ∈ (ℂ–cn→ℂ))
326, 4eqsstri 3597 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝐶 ⊆ ℝ
33 ax-resscn 9849 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ℝ ⊆ ℂ
3432, 33sstri 3576 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐶 ⊆ ℂ
3534a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ0𝐶 ⊆ ℂ)
3612recnd 9924 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℂ)
37 ssid 3586 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℂ ⊆ ℂ
3837a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ0 → ℂ ⊆ ℂ)
3935, 36, 38constcncfg 38560 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶𝑛) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4035, 38idcncfg 38561 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶𝑥) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4139, 40mulcncf 22940 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶 ↦ (𝑛 · 𝑥)) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4241adantl 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (𝑛 · 𝑥)) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4331, 42cncfmpt1f 22455 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ (𝐶cn→ℂ))
44 cnmbf 23149 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ dom vol ∧ (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ (𝐶cn→ℂ)) → (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn)
4520, 43, 44sylancr 693 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn)
462feqmptd 6144 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)))
4746reseq1d 5303 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐹𝐶) = ((𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)) ↾ 𝐶))
48 resmpt 5356 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐶 ⊆ ℝ → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)) ↾ 𝐶) = (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)))
4932, 48mp1i 13 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)) ↾ 𝐶) = (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)))
5047, 49eqtr2d 2644 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) = (𝐹𝐶))
51 fourierdlem21.fibl . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ 𝐿1)
5250, 51eqeltrd 2687 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1)
5352adantr 479 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1)
54 1re 9895 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ
55 simpr 475 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) → 𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))))
56 nfv 1829 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑥 𝑛 ∈ ℕ0
57 nfmpt1 4669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥(𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))
5857nfdm 5275 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))
5958nfcri 2744 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑥 𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))
6056, 59nfan 1815 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑥(𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))))
6116ex 448 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶 → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ))
6261adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) → (𝑥𝐶 → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ))
6360, 62ralrimi 2939 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) → ∀𝑥𝐶 (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ)
64 dmmptg 5535 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀𝑥𝐶 (sin‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ → dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) = 𝐶)
6563, 64syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) → dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) = 𝐶)
6655, 65eleqtrd 2689 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) → 𝑦𝐶)
67 eqidd 2610 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))))
68 oveq2 6535 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 · 𝑥) = (𝑛 · 𝑦))
6968fveq2d 6092 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑦 → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) = (sin‘(𝑛 · 𝑦)))
7069adantl 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) ∧ 𝑥 = 𝑦) → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) = (sin‘(𝑛 · 𝑦)))
71 simpr 475 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → 𝑦𝐶)
7212adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → 𝑛 ∈ ℝ)
7332, 71sseldi 3565 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → 𝑦 ∈ ℝ)
7472, 73remulcld 9926 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (𝑛 · 𝑦) ∈ ℝ)
7574resincld 14658 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (sin‘(𝑛 · 𝑦)) ∈ ℝ)
7667, 70, 71, 75fvmptd 6182 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → ((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦) = (sin‘(𝑛 · 𝑦)))
7776fveq2d 6092 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) = (abs‘(sin‘(𝑛 · 𝑦))))
78 abssinbd 38253 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 · 𝑦) ∈ ℝ → (abs‘(sin‘(𝑛 · 𝑦))) ≤ 1)
7974, 78syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (abs‘(sin‘(𝑛 · 𝑦))) ≤ 1)
8077, 79eqbrtrd 4599 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1)
8166, 80syldan 485 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) → (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1)
8281ralrimiva 2948 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1)
83 breq2 4581 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 = 1 → ((abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏 ↔ (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1))
8483ralbidv 2968 . . . . . . . . . . . 12 (𝑏 = 1 → (∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏 ↔ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1))
8584rspcev 3281 . . . . . . . . . . 11 ((1 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏)
8654, 82, 85sylancr 693 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏)
8786adantl 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏)
88 bddmulibl 23328 . . . . . . . . 9 (((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn ∧ (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1 ∧ ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏) → ((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))) ∈ 𝐿1)
8945, 53, 87, 88syl3anc 1317 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐶 ↦ (sin‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))) ∈ 𝐿1)
9029, 89eqeltrd 2687 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
9118, 90itgrecl 23287 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)
921, 91sylan2 489 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)
93 pire 23931 . . . . . 6 π ∈ ℝ
9493a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → π ∈ ℝ)
95 0re 9896 . . . . . . 7 0 ∈ ℝ
96 pipos 23933 . . . . . . 7 0 < π
9795, 96gtneii 10000 . . . . . 6 π ≠ 0
9897a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → π ≠ 0)
9992, 94, 98redivcld 10702 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 / π) ∈ ℝ)
100 fourierdlem21.b . . . 4 𝐵 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 / π))
10199, 100fmptd 6277 . . 3 (𝜑𝐵:ℕ⟶ℝ)
102 fourierdlem21.n . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
103101, 102ffvelrnd 6253 . 2 (𝜑 → (𝐵𝑁) ∈ ℝ)
104102nnnn0d 11198 . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
105 eleq1 2675 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → (𝑛 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0))
106105anbi2d 735 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ↔ (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)))
107 simpl 471 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → 𝑛 = 𝑁)
108107oveq1d 6542 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → (𝑛 · 𝑥) = (𝑁 · 𝑥))
109108fveq2d 6092 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → (sin‘(𝑛 · 𝑥)) = (sin‘(𝑁 · 𝑥)))
110109oveq2d 6543 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) = ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
111110mpteq2dva 4666 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) = (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))))
112111eleq1d 2671 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → ((𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1 ↔ (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1))
113106, 112imbi12d 332 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1) ↔ ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)))
114113, 90vtoclg 3238 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1))
115114anabsi7 855 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
116104, 115mpdan 698 . 2 (𝜑 → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
117102ancli 571 . . 3 (𝜑 → (𝜑𝑁 ∈ ℕ))
118 eleq1 2675 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (𝑛 ∈ ℕ ↔ 𝑁 ∈ ℕ))
119118anbi2d 735 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) ↔ (𝜑𝑁 ∈ ℕ)))
120110itgeq2dv 23271 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 = ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥)
121120eleq1d 2671 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → (∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ ↔ ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
122119, 121imbi12d 332 . . . 4 (𝑛 = 𝑁 → (((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ) ↔ ((𝜑𝑁 ∈ ℕ) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)))
123122, 92vtoclg 3238 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝜑𝑁 ∈ ℕ) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
124102, 117, 123sylc 62 . 2 (𝜑 → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)
125103, 116, 124jca31 554 1 (𝜑 → (((𝐵𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐶((𝐹𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382   = wceq 1474  wcel 1976  wne 2779  wral 2895  wrex 2896  wss 3539   class class class wbr 4577  cmpt 4637  dom cdm 5028  cres 5030  wf 5786  cfv 5790  (class class class)co 6527  𝑓 cof 6770  cc 9790  cr 9791  0cc0 9792  1c1 9793   · cmul 9797  cle 9931  -cneg 10118   / cdiv 10533  cn 10867  0cn0 11139  (,)cioo 12002  abscabs 13768  sincsin 14579  πcpi 14582  cnccncf 22418  volcvol 22956  MblFncmbf 23106  𝐿1cibl 23109  citg 23110
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2032  ax-13 2232  ax-ext 2589  ax-rep 4693  ax-sep 4703  ax-nul 4712  ax-pow 4764  ax-pr 4828  ax-un 6824  ax-inf2 8398  ax-cc 9117  ax-cnex 9848  ax-resscn 9849  ax-1cn 9850  ax-icn 9851  ax-addcl 9852  ax-addrcl 9853  ax-mulcl 9854  ax-mulrcl 9855  ax-mulcom 9856  ax-addass 9857  ax-mulass 9858  ax-distr 9859  ax-i2m1 9860  ax-1ne0 9861  ax-1rid 9862  ax-rnegex 9863  ax-rrecex 9864  ax-cnre 9865  ax-pre-lttri 9866  ax-pre-lttrn 9867  ax-pre-ltadd 9868  ax-pre-mulgt0 9869  ax-pre-sup 9870  ax-addf 9871  ax-mulf 9872
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-fal 1480  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2461  df-mo 2462  df-clab 2596  df-cleq 2602  df-clel 2605  df-nfc 2739  df-ne 2781  df-nel 2782  df-ral 2900  df-rex 2901  df-reu 2902  df-rmo 2903  df-rab 2904  df-v 3174  df-sbc 3402  df-csb 3499  df-dif 3542  df-un 3544  df-in 3546  df-ss 3553  df-pss 3555  df-nul 3874  df-if 4036  df-pw 4109  df-sn 4125  df-pr 4127  df-tp 4129  df-op 4131  df-uni 4367  df-int 4405  df-iun 4451  df-iin 4452  df-disj 4548  df-br 4578  df-opab 4638  df-mpt 4639  df-tr 4675  df-eprel 4939  df-id 4943  df-po 4949  df-so 4950  df-fr 4987  df-se 4988  df-we 4989  df-xp 5034  df-rel 5035  df-cnv 5036  df-co 5037  df-dm 5038  df-rn 5039  df-res 5040  df-ima 5041  df-pred 5583  df-ord 5629  df-on 5630  df-lim 5631  df-suc 5632  df-iota 5754  df-fun 5792  df-fn 5793  df-f 5794  df-f1 5795  df-fo 5796  df-f1o 5797  df-fv 5798  df-isom 5799  df-riota 6489  df-ov 6530  df-oprab 6531  df-mpt2 6532  df-of 6772  df-ofr 6773  df-om 6935  df-1st 7036  df-2nd 7037  df-supp 7160  df-wrecs 7271  df-recs 7332  df-rdg 7370  df-1o 7424  df-2o 7425  df-oadd 7428  df-omul 7429  df-er 7606  df-map 7723  df-pm 7724  df-ixp 7772  df-en 7819  df-dom 7820  df-sdom 7821  df-fin 7822  df-fsupp 8136  df-fi 8177  df-sup 8208  df-inf 8209  df-oi 8275  df-card 8625  df-acn 8628  df-cda 8850  df-pnf 9932  df-mnf 9933  df-xr 9934  df-ltxr 9935  df-le 9936  df-sub 10119  df-neg 10120  df-div 10534  df-nn 10868  df-2 10926  df-3 10927  df-4 10928  df-5 10929  df-6 10930  df-7 10931  df-8 10932  df-9 10933  df-n0 11140  df-z 11211  df-dec 11326  df-uz 11520  df-q 11621  df-rp 11665  df-xneg 11778  df-xadd 11779  df-xmul 11780  df-ioo 12006  df-ioc 12007  df-ico 12008  df-icc 12009  df-fz 12153  df-fzo 12290  df-fl 12410  df-mod 12486  df-seq 12619  df-exp 12678  df-fac 12878  df-bc 12907  df-hash 12935  df-shft 13601  df-cj 13633  df-re 13634  df-im 13635  df-sqrt 13769  df-abs 13770  df-limsup 13996  df-clim 14013  df-rlim 14014  df-sum 14211  df-ef 14583  df-sin 14585  df-cos 14586  df-pi 14588  df-struct 15643  df-ndx 15644  df-slot 15645  df-base 15646  df-sets 15647  df-ress 15648  df-plusg 15727  df-mulr 15728  df-starv 15729  df-sca 15730  df-vsca 15731  df-ip 15732  df-tset 15733  df-ple 15734  df-ds 15737  df-unif 15738  df-hom 15739  df-cco 15740  df-rest 15852  df-topn 15853  df-0g 15871  df-gsum 15872  df-topgen 15873  df-pt 15874  df-prds 15877  df-xrs 15931  df-qtop 15936  df-imas 15937  df-xps 15939  df-mre 16015  df-mrc 16016  df-acs 16018  df-mgm 17011  df-sgrp 17053  df-mnd 17064  df-submnd 17105  df-mulg 17310  df-cntz 17519  df-cmn 17964  df-psmet 19505  df-xmet 19506  df-met 19507  df-bl 19508  df-mopn 19509  df-fbas 19510  df-fg 19511  df-cnfld 19514  df-top 20463  df-bases 20464  df-topon 20465  df-topsp 20466  df-cld 20575  df-ntr 20576  df-cls 20577  df-nei 20654  df-lp 20692  df-perf 20693  df-cn 20783  df-cnp 20784  df-haus 20871  df-cmp 20942  df-tx 21117  df-hmeo 21310  df-fil 21402  df-fm 21494  df-flim 21495  df-flf 21496  df-xms 21876  df-ms 21877  df-tms 21878  df-cncf 22420  df-ovol 22957  df-vol 22958  df-mbf 23111  df-itg1 23112  df-itg2 23113  df-ibl 23114  df-itg 23115  df-0p 23160  df-limc 23353  df-dv 23354
This theorem is referenced by:  fourierdlem83  38886  fourierdlem112  38915
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