Theorem dirker2re 45380

Description: The Dirichlet Kernel value is a real if the argument is not a multiple of π . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Assertion

Ref	Expression
dirker2re	⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((sin‘((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑆)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2)))) ∈ ℝ)

Proof of Theorem dirker2re

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnre 12223	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
2	1	ad2antrr 723	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 𝑁 ∈ ℝ)
3		1red 11219	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 1 ∈ ℝ)
4	3	rehalfcld 12463	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (1 / 2) ∈ ℝ)
5	2, 4	readdcld 11247	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (𝑁 + (1 / 2)) ∈ ℝ)
6		simplr 766	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 𝑆 ∈ ℝ)
7	5, 6	remulcld 11248	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑆) ∈ ℝ)
8	7	resincld 16093	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑆)) ∈ ℝ)
9		2re 12290	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℝ
10	9	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 2 ∈ ℝ)
11		pire 26348	. . . . 5 ⊢ π ∈ ℝ
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → π ∈ ℝ)
13	10, 12	remulcld 11248	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (2 · π) ∈ ℝ)
14	6	rehalfcld 12463	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (𝑆 / 2) ∈ ℝ)
15	14	resincld 16093	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘(𝑆 / 2)) ∈ ℝ)
16	13, 15	remulcld 11248	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2))) ∈ ℝ)
17		2cnd 12294	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 2 ∈ ℂ)
18		picn 26349	. . . . . 6 ⊢ π ∈ ℂ
19	18	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → π ∈ ℂ)
20	17, 19	mulcld 11238	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (2 · π) ∈ ℂ)
21		recn 11202	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ∈ ℝ → 𝑆 ∈ ℂ)
22	21	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 𝑆 ∈ ℂ)
23	22	halfcld 12461	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (𝑆 / 2) ∈ ℂ)
24	23	sincld 16080	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘(𝑆 / 2)) ∈ ℂ)
25		2ne0 12320	. . . . . 6 ⊢ 2 ≠ 0
26	25	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 2 ≠ 0)
27		0re 11220	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
28		pipos 26350	. . . . . . 7 ⊢ 0 < π
29	27, 28	gtneii 11330	. . . . . 6 ⊢ π ≠ 0
30	29	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → π ≠ 0)
31	17, 19, 26, 30	mulne0d 11870	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (2 · π) ≠ 0)
32	22, 17, 19, 26, 30	divdiv1d 12025	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((𝑆 / 2) / π) = (𝑆 / (2 · π)))
33		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0)
34		2rp 12985	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℝ+
35		pirp 26351	. . . . . . . . . . 11 ⊢ π ∈ ℝ+
36		rpmulcl 13003	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((2 ∈ ℝ+ ∧ π ∈ ℝ+) → (2 · π) ∈ ℝ+)
37	34, 35, 36	mp2an 689	. . . . . . . . . 10 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ+
38		mod0 13847	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (2 · π) ∈ ℝ+) → ((𝑆 mod (2 · π)) = 0 ↔ (𝑆 / (2 · π)) ∈ ℤ))
39	37, 38	mpan2 688	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑆 ∈ ℝ → ((𝑆 mod (2 · π)) = 0 ↔ (𝑆 / (2 · π)) ∈ ℤ))
40	39	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((𝑆 mod (2 · π)) = 0 ↔ (𝑆 / (2 · π)) ∈ ℤ))
41	33, 40	mtbid 324	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ¬ (𝑆 / (2 · π)) ∈ ℤ)
42	32, 41	eqneltrd 2847	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ¬ ((𝑆 / 2) / π) ∈ ℤ)
43		sineq0 26413	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 / 2) ∈ ℂ → ((sin‘(𝑆 / 2)) = 0 ↔ ((𝑆 / 2) / π) ∈ ℤ))
44	23, 43	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((sin‘(𝑆 / 2)) = 0 ↔ ((𝑆 / 2) / π) ∈ ℤ))
45	42, 44	mtbird 325	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ¬ (sin‘(𝑆 / 2)) = 0)
46	45	neqned 2941	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘(𝑆 / 2)) ≠ 0)
47	20, 24, 31, 46	mulne0d 11870	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2))) ≠ 0)
48	47	adantll 711	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2))) ≠ 0)
49	8, 16, 48	redivcld 12046	1 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((sin‘((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑆)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2)))) ∈ ℝ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2934  ‘cfv 6537  (class class class)co 7405  ℂcc 11110  ℝcr 11111  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   · cmul 11117   / cdiv 11875  ℕcn 12216  2c2 12271  ℤcz 12562  ℝ⁺crp 12980   mod cmo 13840  sincsin 16013  πcpi 16016

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7667  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8147  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-xneg 13098  df-xadd 13099  df-xmul 13100  df-ioo 13334  df-ioc 13335  df-ico 13336  df-icc 13337  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-fac 14239  df-bc 14268  df-hash 14296  df-shft 15020  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-limsup 15421  df-clim 15438  df-rlim 15439  df-sum 15639  df-ef 16017  df-sin 16019  df-cos 16020  df-pi 16022  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-starv 17221  df-sca 17222  df-vsca 17223  df-ip 17224  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ds 17228  df-unif 17229  df-hom 17230  df-cco 17231  df-rest 17377  df-topn 17378  df-0g 17396  df-gsum 17397  df-topgen 17398  df-pt 17399  df-prds 17402  df-xrs 17457  df-qtop 17462  df-imas 17463  df-xps 17465  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-submnd 18714  df-mulg 18996  df-cntz 19233  df-cmn 19702  df-psmet 21232  df-xmet 21233  df-met 21234  df-bl 21235  df-mopn 21236  df-fbas 21237  df-fg 21238  df-cnfld 21241  df-top 22751  df-topon 22768  df-topsp 22790  df-bases 22804  df-cld 22878  df-ntr 22879  df-cls 22880  df-nei 22957  df-lp 22995  df-perf 22996  df-cn 23086  df-cnp 23087  df-haus 23174  df-tx 23421  df-hmeo 23614  df-fil 23705  df-fm 23797  df-flim 23798  df-flf 23799  df-xms 24181  df-ms 24182  df-tms 24183  df-cncf 24753  df-limc 25750  df-dv 25751

This theorem is referenced by:  dirkerval2  45382  dirkerre  45383