Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  itgsinexplem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itgsinexplem1 39476
Description: Integration by parts is applied to integrate sin^(N+1). (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
itgsinexplem1.1 𝐹 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))
itgsinexplem1.2 𝐺 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥))
itgsinexplem1.3 𝐻 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)))
itgsinexplem1.4 𝐼 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)))
itgsinexplem1.5 𝐿 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)))
itgsinexplem1.6 𝑀 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))))
itgsinexplem1.7 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
itgsinexplem1 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) d𝑥 = (𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑁   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑥)   𝐻(𝑥)   𝐼(𝑥)   𝐿(𝑥)   𝑀(𝑥)

Proof of Theorem itgsinexplem1
StepHypRef Expression
1 0m0e0 11074 . . . . 5 (0 − 0) = 0
21oveq1i 6614 . . . 4 ((0 − 0) − ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥) = (0 − ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥)
3 0re 9984 . . . . . 6 0 ∈ ℝ
43a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
5 pire 24114 . . . . . 6 π ∈ ℝ
65a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → π ∈ ℝ)
7 pipos 24116 . . . . . . 7 0 < π
83, 5, 7ltleii 10104 . . . . . 6 0 ≤ π
98a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 0 ≤ π)
103, 5pm3.2i 471 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ)
11 iccssre 12197 . . . . . . . . . . . . 13 ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → (0[,]π) ⊆ ℝ)
1210, 11ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (0[,]π) ⊆ ℝ
13 ax-resscn 9937 . . . . . . . . . . . 12 ℝ ⊆ ℂ
1412, 13sstri 3592 . . . . . . . . . . 11 (0[,]π) ⊆ ℂ
1514sseli 3579 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (0[,]π) → 𝑥 ∈ ℂ)
1615adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑥 ∈ ℂ)
1715sincld 14785 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (0[,]π) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
1817adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
19 itgsinexplem1.7 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
2019nnnn0d 11295 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
2120adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
2218, 21expcld 12948 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) ∈ ℂ)
23 itgsinexplem1.1 . . . . . . . . . 10 𝐹 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))
2423fvmpt2 6248 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ ((sin‘𝑥)↑𝑁) ∈ ℂ) → (𝐹𝑥) = ((sin‘𝑥)↑𝑁))
2516, 22, 24syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝐹𝑥) = ((sin‘𝑥)↑𝑁))
2625eqcomd 2627 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = (𝐹𝑥))
2726mpteq2dva 4704 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)) = (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝐹𝑥)))
28 nfmpt1 4707 . . . . . . . 8 𝑥(𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))
2923, 28nfcxfr 2759 . . . . . . 7 𝑥𝐹
30 nfcv 2761 . . . . . . . . 9 𝑥sin
31 sincn 24102 . . . . . . . . . 10 sin ∈ (ℂ–cn→ℂ)
3231a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → sin ∈ (ℂ–cn→ℂ))
3330, 32, 20expcnfg 39227 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
3423, 33syl5eqel 2702 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
3514a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0[,]π) ⊆ ℂ)
3629, 34, 35cncfmptss 39223 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝐹𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
3727, 36eqeltrd 2698 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
3815coscld 14786 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (0[,]π) → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
3938negcld 10323 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (0[,]π) → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
40 itgsinexplem1.2 . . . . . . . . . . 11 𝐺 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥))
4140fvmpt2 6248 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ -(cos‘𝑥) ∈ ℂ) → (𝐺𝑥) = -(cos‘𝑥))
4215, 39, 41syl2anc 692 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (0[,]π) → (𝐺𝑥) = -(cos‘𝑥))
4342eqcomd 2627 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (0[,]π) → -(cos‘𝑥) = (𝐺𝑥))
4443adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → -(cos‘𝑥) = (𝐺𝑥))
4544mpteq2dva 4704 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ -(cos‘𝑥)) = (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝐺𝑥)))
46 nfmpt1 4707 . . . . . . . 8 𝑥(𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥))
4740, 46nfcxfr 2759 . . . . . . 7 𝑥𝐺
48 coscn 24103 . . . . . . . . 9 cos ∈ (ℂ–cn→ℂ)
4948a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → cos ∈ (ℂ–cn→ℂ))
5040negfcncf 22630 . . . . . . . 8 (cos ∈ (ℂ–cn→ℂ) → 𝐺 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
5149, 50syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝐺 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
5247, 51, 35cncfmptss 39223 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝐺𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
5345, 52eqeltrd 2698 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ -(cos‘𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
54 itgsinexplem1.3 . . . . . 6 𝐻 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)))
55 ssid 3603 . . . . . . . . . . 11 ℂ ⊆ ℂ
5655a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
5719nncnd 10980 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
5856, 57, 56constcncfg 39387 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ 𝑁) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
59 nnm1nn0 11278 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
6019, 59syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
6130, 32, 60expcnfg 39227 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
6258, 61mulcncf 23123 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
63 cosf 14780 . . . . . . . . . . 11 cos:ℂ⟶ℂ
6463a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → cos:ℂ⟶ℂ)
6564feqmptd 6206 . . . . . . . . 9 (𝜑 → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
6665, 48syl6eqelr 2707 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
6762, 66mulcncf 23123 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
6854, 67syl5eqel 2702 . . . . . 6 (𝜑𝐻 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
69 ioosscn 39127 . . . . . . 7 (0(,)π) ⊆ ℂ
7069a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → (0(,)π) ⊆ ℂ)
7157adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑁 ∈ ℂ)
7269sseli 3579 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 ∈ ℂ)
7372sincld 14785 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (0(,)π) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
7473adantl 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
7560adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
7674, 75expcld 12948 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
7771, 76mulcld 10004 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
7872coscld 14786 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (0(,)π) → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
7978adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
8077, 79mulcld 10004 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ ℂ)
8154, 68, 70, 56, 80cncfmptssg 39386 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))) ∈ ((0(,)π)–cn→ℂ))
8230, 32, 70cncfmptss 39223 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (sin‘𝑥)) ∈ ((0(,)π)–cn→ℂ))
83 ioossicc 12201 . . . . . . 7 (0(,)π) ⊆ (0[,]π)
8483a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → (0(,)π) ⊆ (0[,]π))
85 ioombl 23240 . . . . . . 7 (0(,)π) ∈ dom vol
8685a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → (0(,)π) ∈ dom vol)
8722, 18mulcld 10004 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) ∈ ℂ)
88 itgsinexplem1.4 . . . . . . . . . . . 12 𝐼 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)))
8988fvmpt2 6248 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) ∈ ℂ) → (𝐼𝑥) = (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)))
9016, 87, 89syl2anc 692 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝐼𝑥) = (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)))
9190eqcomd 2627 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) = (𝐼𝑥))
9291mpteq2dva 4704 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝐼𝑥)))
93 nfmpt1 4707 . . . . . . . . . 10 𝑥(𝑥 ∈ ℂ ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)))
9488, 93nfcxfr 2759 . . . . . . . . 9 𝑥𝐼
95 sinf 14779 . . . . . . . . . . . . . 14 sin:ℂ⟶ℂ
9695a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → sin:ℂ⟶ℂ)
9796feqmptd 6206 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
9897, 31syl6eqelr 2707 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
9933, 98mulcncf 23123 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
10088, 99syl5eqel 2702 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐼 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
10194, 100, 35cncfmptss 39223 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝐼𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
10292, 101eqeltrd 2698 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
103 cniccibl 23513 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) ∈ 𝐿1)
1044, 6, 102, 103syl3anc 1323 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) ∈ 𝐿1)
10584, 86, 87, 104iblss 23477 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥))) ∈ 𝐿1)
10657adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑁 ∈ ℂ)
10760adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
10818, 107expcld 12948 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
109106, 108mulcld 10004 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
11038adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
111109, 110mulcld 10004 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ ℂ)
11239adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
113111, 112mulcld 10004 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) ∈ ℂ)
114 itgsinexplem1.5 . . . . . . . 8 𝐿 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)))
115 eqid 2621 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥)) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥))
116115negfcncf 22630 . . . . . . . . . . 11 (cos ∈ (ℂ–cn→ℂ) → (𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
11749, 116syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ -(cos‘𝑥)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
11867, 117mulcncf 23123 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
119114, 118syl5eqel 2702 . . . . . . . 8 (𝜑𝐿 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
120114, 119, 35, 56, 113cncfmptssg 39386 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
121 cniccibl 23513 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥))) ∈ 𝐿1)
1224, 6, 120, 121syl3anc 1323 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥))) ∈ 𝐿1)
12384, 86, 113, 122iblss 23477 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥))) ∈ 𝐿1)
124 reelprrecn 9972 . . . . . . 7 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
125124a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
126 recn 9970 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
127126sincld 14785 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
128127adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
12920adantr 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
130128, 129expcld 12948 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) ∈ ℂ)
13157adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 𝑁 ∈ ℂ)
13260adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝑁 − 1) ∈ ℕ0)
133128, 132expcld 12948 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) ∈ ℂ)
134131, 133mulcld 10004 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
135126coscld 14786 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
136135adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
137134, 136mulcld 10004 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ ℂ)
138 sincl 14781 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
139138adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
14020adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
141139, 140expcld 12948 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ ℂ) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) ∈ ℂ)
142141, 23fmptd 6340 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:ℂ⟶ℂ)
143126adantl 482 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℂ)
144 elex 3198 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ ℂ → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ V)
145137, 144syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ V)
146 rabid 3106 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ V} ↔ (𝑥 ∈ ℂ ∧ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ V))
147143, 145, 146sylanbrc 697 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ V})
14854dmmpt 5589 . . . . . . . . . . . . 13 dom 𝐻 = {𝑥 ∈ ℂ ∣ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) ∈ V}
149147, 148syl6eleqr 2709 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ dom 𝐻)
150149ex 450 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ dom 𝐻))
151150alrimiv 1852 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥(𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ dom 𝐻))
152 nfcv 2761 . . . . . . . . . . 11 𝑥
153 nfmpt1 4707 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥(𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)))
15454, 153nfcxfr 2759 . . . . . . . . . . . 12 𝑥𝐻
155154nfdm 5327 . . . . . . . . . . 11 𝑥dom 𝐻
156152, 155dfss2f 3574 . . . . . . . . . 10 (ℝ ⊆ dom 𝐻 ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ dom 𝐻))
157151, 156sylibr 224 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℝ ⊆ dom 𝐻)
15819dvsinexp 39429 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))))
15923oveq2i 6615 . . . . . . . . . . 11 (ℂ D 𝐹) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)))
160158, 159, 543eqtr4g 2680 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℂ D 𝐹) = 𝐻)
161160dmeqd 5286 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (ℂ D 𝐹) = dom 𝐻)
162157, 161sseqtr4d 3621 . . . . . . . 8 (𝜑 → ℝ ⊆ dom (ℂ D 𝐹))
163 dvres3 23583 . . . . . . . 8 (((ℝ ∈ {ℝ, ℂ} ∧ 𝐹:ℂ⟶ℂ) ∧ (ℂ ⊆ ℂ ∧ ℝ ⊆ dom (ℂ D 𝐹))) → (ℝ D (𝐹 ↾ ℝ)) = ((ℂ D 𝐹) ↾ ℝ))
164125, 142, 56, 162, 163syl22anc 1324 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ ℝ)) = ((ℂ D 𝐹) ↾ ℝ))
16523reseq1i 5352 . . . . . . . . . 10 (𝐹 ↾ ℝ) = ((𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)) ↾ ℝ)
166 resmpt 5408 . . . . . . . . . . 11 (ℝ ⊆ ℂ → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)) ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)))
16713, 166ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ ℂ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)) ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))
168165, 167eqtri 2643 . . . . . . . . 9 (𝐹 ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))
169168oveq2i 6615 . . . . . . . 8 (ℝ D (𝐹 ↾ ℝ)) = (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁)))
170169a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D (𝐹 ↾ ℝ)) = (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))))
171160reseq1d 5355 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((ℂ D 𝐹) ↾ ℝ) = (𝐻 ↾ ℝ))
17254reseq1i 5352 . . . . . . . . 9 (𝐻 ↾ ℝ) = ((𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))) ↾ ℝ)
173 resmpt 5408 . . . . . . . . . 10 (ℝ ⊆ ℂ → ((𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))) ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))))
17413, 173ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))) ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)))
175172, 174eqtri 2643 . . . . . . . 8 (𝐻 ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)))
176171, 175syl6eq 2671 . . . . . . 7 (𝜑 → ((ℂ D 𝐹) ↾ ℝ) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))))
177164, 170, 1763eqtr3d 2663 . . . . . 6 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))))
17812a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → (0[,]π) ⊆ ℝ)
179 eqid 2621 . . . . . . 7 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
180179tgioo2 22514 . . . . . 6 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
18110a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ))
182 iccntr 22532 . . . . . . 7 ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(0[,]π)) = (0(,)π))
183181, 182syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((int‘(topGen‘ran (,)))‘(0[,]π)) = (0(,)π))
184125, 130, 137, 177, 178, 180, 179, 183dvmptres2 23631 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ ((sin‘𝑥)↑𝑁))) = (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥))))
185135negcld 10323 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
186185adantl 482 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
187127negcld 10323 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℝ → -(sin‘𝑥) ∈ ℂ)
188187adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → -(sin‘𝑥) ∈ ℂ)
189 dvcosre 39430 . . . . . . . . 9 (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ -(sin‘𝑥))
190189a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ -(sin‘𝑥)))
191125, 136, 188, 190dvmptneg 23635 . . . . . . 7 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ -(cos‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ --(sin‘𝑥)))
192127negnegd 10327 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℝ → --(sin‘𝑥) = (sin‘𝑥))
193192adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ) → --(sin‘𝑥) = (sin‘𝑥))
194193mpteq2dva 4704 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ ↦ --(sin‘𝑥)) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥)))
195191, 194eqtrd 2655 . . . . . 6 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ -(cos‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥)))
196125, 186, 128, 195, 178, 180, 179, 183dvmptres2 23631 . . . . 5 (𝜑 → (ℝ D (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ -(cos‘𝑥))) = (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (sin‘𝑥)))
197 fveq2 6148 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (sin‘𝑥) = (sin‘0))
198 sin0 14804 . . . . . . . . . . 11 (sin‘0) = 0
199197, 198syl6eq 2671 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 0 → (sin‘𝑥) = 0)
200199oveq1d 6619 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 0 → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = (0↑𝑁))
201200adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 0) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = (0↑𝑁))
20219adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 0) → 𝑁 ∈ ℕ)
2032020expd 12964 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 0) → (0↑𝑁) = 0)
204201, 203eqtrd 2655 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 0) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = 0)
205204oveq1d 6619 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 0) → (((sin‘𝑥)↑𝑁) · -(cos‘𝑥)) = (0 · -(cos‘𝑥)))
206 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 0 → 𝑥 = 0)
207 0cn 9976 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℂ
208206, 207syl6eqel 2706 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 0 → 𝑥 ∈ ℂ)
209 coscl 14782 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℂ → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
210209negcld 10323 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℂ → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
211208, 210syl 17 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
212211adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 0) → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
213212mul02d 10178 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 0) → (0 · -(cos‘𝑥)) = 0)
214205, 213eqtrd 2655 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 0) → (((sin‘𝑥)↑𝑁) · -(cos‘𝑥)) = 0)
215 fveq2 6148 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = π → (sin‘𝑥) = (sin‘π))
216 sinpi 24113 . . . . . . . . . . 11 (sin‘π) = 0
217215, 216syl6eq 2671 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = π → (sin‘𝑥) = 0)
218217oveq1d 6619 . . . . . . . . 9 (𝑥 = π → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = (0↑𝑁))
219218adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = π) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = (0↑𝑁))
22019adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = π) → 𝑁 ∈ ℕ)
2212200expd 12964 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = π) → (0↑𝑁) = 0)
222219, 221eqtrd 2655 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = π) → ((sin‘𝑥)↑𝑁) = 0)
223222oveq1d 6619 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = π) → (((sin‘𝑥)↑𝑁) · -(cos‘𝑥)) = (0 · -(cos‘𝑥)))
224 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = π → 𝑥 = π)
225 picn 24115 . . . . . . . . . . 11 π ∈ ℂ
226224, 225syl6eqel 2706 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = π → 𝑥 ∈ ℂ)
227226coscld 14786 . . . . . . . . 9 (𝑥 = π → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
228227negcld 10323 . . . . . . . 8 (𝑥 = π → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
229228adantl 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = π) → -(cos‘𝑥) ∈ ℂ)
230229mul02d 10178 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = π) → (0 · -(cos‘𝑥)) = 0)
231223, 230eqtrd 2655 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = π) → (((sin‘𝑥)↑𝑁) · -(cos‘𝑥)) = 0)
2324, 6, 9, 37, 53, 81, 82, 105, 123, 184, 196, 214, 231itgparts 23714 . . . 4 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) d𝑥 = ((0 − 0) − ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥))
233 df-neg 10213 . . . . 5 -∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥 = (0 − ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥)
234233a1i 11 . . . 4 (𝜑 → -∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥 = (0 − ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥))
2352, 232, 2343eqtr4a 2681 . . 3 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) d𝑥 = -∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥)
23677, 79, 79mulassd 10007 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · (cos‘𝑥)) = ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥))))
237 sqval 12862 . . . . . . . . . . . . . 14 ((cos‘𝑥) ∈ ℂ → ((cos‘𝑥)↑2) = ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥)))
238237eqcomd 2627 . . . . . . . . . . . . 13 ((cos‘𝑥) ∈ ℂ → ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥)) = ((cos‘𝑥)↑2))
23978, 238syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ (0(,)π) → ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥)) = ((cos‘𝑥)↑2))
240239adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥)) = ((cos‘𝑥)↑2))
241240oveq2d 6620 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥))) = ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · ((cos‘𝑥)↑2)))
24278sqcld 12946 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ (0(,)π) → ((cos‘𝑥)↑2) ∈ ℂ)
243242adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((cos‘𝑥)↑2) ∈ ℂ)
24471, 76, 243mulassd 10007 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · ((cos‘𝑥)↑2)) = (𝑁 · (((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) · ((cos‘𝑥)↑2))))
245241, 244eqtrd 2655 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · ((cos‘𝑥) · (cos‘𝑥))) = (𝑁 · (((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) · ((cos‘𝑥)↑2))))
24676, 243mulcomd 10005 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) · ((cos‘𝑥)↑2)) = (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))))
247246oveq2d 6620 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝑁 · (((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)) · ((cos‘𝑥)↑2))) = (𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))))
248236, 245, 2473eqtrd 2659 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · (cos‘𝑥)) = (𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))))
249248negeqd 10219 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → -(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · (cos‘𝑥)) = -(𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))))
25080, 79mulneg2d 10428 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) = -(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
251243, 76mulcld 10004 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
25271, 251mulneg1d 10427 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (-𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) = -(𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))))
253249, 250, 2523eqtr4d 2665 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (0(,)π)) → (((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) = (-𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))))
254253itgeq2dv 23454 . . . . 5 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥 = ∫(0(,)π)(-𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) d𝑥)
25557negcld 10323 . . . . . 6 (𝜑 → -𝑁 ∈ ℂ)
25638sqcld 12946 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (0[,]π) → ((cos‘𝑥)↑2) ∈ ℂ)
257256adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → ((cos‘𝑥)↑2) ∈ ℂ)
258257, 108mulcld 10004 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ)
259 itgsinexplem1.6 . . . . . . . . . . . . 13 𝑀 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))))
260259fvmpt2 6248 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℂ ∧ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) ∈ ℂ) → (𝑀𝑥) = (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))))
26116, 258, 260syl2anc 692 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝑀𝑥) = (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))))
262261eqcomd 2627 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (0[,]π)) → (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) = (𝑀𝑥))
263262mpteq2dva 4704 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) = (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝑀𝑥)))
264 nfmpt1 4707 . . . . . . . . . . 11 𝑥(𝑥 ∈ ℂ ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))))
265259, 264nfcxfr 2759 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑀
266 nfcv 2761 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥cos
267 2nn0 11253 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ0
268267a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
269266, 49, 268expcnfg 39227 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((cos‘𝑥)↑2)) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
270269, 61mulcncf 23123 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ (ℂ–cn→ℂ))
271259, 270syl5eqel 2702 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ (ℂ–cn→ℂ))
272265, 271, 35cncfmptss 39223 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝑀𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
273263, 272eqeltrd 2698 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
274 cniccibl 23513 . . . . . . . 8 ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ 𝐿1)
2754, 6, 273, 274syl3anc 1323 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ 𝐿1)
27684, 86, 258, 275iblss 23477 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) ∈ 𝐿1)
277255, 251, 276itgmulc2 23506 . . . . 5 (𝜑 → (-𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥) = ∫(0(,)π)(-𝑁 · (((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1)))) d𝑥)
278254, 277eqtr4d 2658 . . . 4 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥 = (-𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
279278negeqd 10219 . . 3 (𝜑 → -∫(0(,)π)(((𝑁 · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) · (cos‘𝑥)) · -(cos‘𝑥)) d𝑥 = -(-𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
280235, 279eqtrd 2655 . 2 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) d𝑥 = -(-𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
281251, 276itgcl 23456 . . . 4 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥 ∈ ℂ)
28257, 281mulneg1d 10427 . . 3 (𝜑 → (-𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥) = -(𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
283282negeqd 10219 . 2 (𝜑 → -(-𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥) = --(𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
28457, 281mulcld 10004 . . 3 (𝜑 → (𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥) ∈ ℂ)
285284negnegd 10327 . 2 (𝜑 → --(𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥) = (𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
286280, 283, 2853eqtrd 2659 1 (𝜑 → ∫(0(,)π)(((sin‘𝑥)↑𝑁) · (sin‘𝑥)) d𝑥 = (𝑁 · ∫(0(,)π)(((cos‘𝑥)↑2) · ((sin‘𝑥)↑(𝑁 − 1))) d𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  wal 1478   = wceq 1480  wcel 1987  {crab 2911  Vcvv 3186  wss 3555  {cpr 4150   class class class wbr 4613  cmpt 4673  dom cdm 5074  ran crn 5075  cres 5076  wf 5843  cfv 5847  (class class class)co 6604  cc 9878  cr 9879  0cc0 9880  1c1 9881   · cmul 9885  cle 10019  cmin 10210  -cneg 10211  cn 10964  2c2 11014  0cn0 11236  (,)cioo 12117  [,]cicc 12120  cexp 12800  sincsin 14719  cosccos 14720  πcpi 14722  TopOpenctopn 16003  topGenctg 16019  fldccnfld 19665  intcnt 20731  cnccncf 22587  volcvol 23139  𝐿1cibl 23292  citg 23293   D cdv 23533
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cc 9201  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958  ax-addf 9959  ax-mulf 9960
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-iin 4488  df-disj 4584  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-ofr 6851  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-supp 7241  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-2o 7506  df-oadd 7509  df-omul 7510  df-er 7687  df-map 7804  df-pm 7805  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fsupp 8220  df-fi 8261  df-sup 8292  df-inf 8293  df-oi 8359  df-card 8709  df-acn 8712  df-cda 8934  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-q 11733  df-rp 11777  df-xneg 11890  df-xadd 11891  df-xmul 11892  df-ioo 12121  df-ioc 12122  df-ico 12123  df-icc 12124  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-fl 12533  df-mod 12609  df-seq 12742  df-exp 12801  df-fac 13001  df-bc 13030  df-hash 13058  df-shft 13741  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-limsup 14136  df-clim 14153  df-rlim 14154  df-sum 14351  df-ef 14723  df-sin 14725  df-cos 14726  df-pi 14728  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-starv 15877  df-sca 15878  df-vsca 15879  df-ip 15880  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-unif 15886  df-hom 15887  df-cco 15888  df-rest 16004  df-topn 16005  df-0g 16023  df-gsum 16024  df-topgen 16025  df-pt 16026  df-prds 16029  df-xrs 16083  df-qtop 16088  df-imas 16089  df-xps 16091  df-mre 16167  df-mrc 16168  df-acs 16170  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-submnd 17257  df-mulg 17462  df-cntz 17671  df-cmn 18116  df-psmet 19657  df-xmet 19658  df-met 19659  df-bl 19660  df-mopn 19661  df-fbas 19662  df-fg 19663  df-cnfld 19666  df-top 20621  df-bases 20622  df-topon 20623  df-topsp 20624  df-cld 20733  df-ntr 20734  df-cls 20735  df-nei 20812  df-lp 20850  df-perf 20851  df-cn 20941  df-cnp 20942  df-haus 21029  df-cmp 21100  df-tx 21275  df-hmeo 21468  df-fil 21560  df-fm 21652  df-flim 21653  df-flf 21654  df-xms 22035  df-ms 22036  df-tms 22037  df-cncf 22589  df-ovol 23140  df-vol 23141  df-mbf 23294  df-itg1 23295  df-itg2 23296  df-ibl 23297  df-itg 23298  df-0p 23343  df-limc 23536  df-dv 23537
This theorem is referenced by:  itgsinexp  39477
  Copyright terms: Public domain W3C validator