Theorem dirker2re 46063

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 12204	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
2	1	ad2antrr 726	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 𝑁 ∈ ℝ)
3		1red 11193	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 1 ∈ ℝ)
4	3	rehalfcld 12445	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (1 / 2) ∈ ℝ)
5	2, 4	readdcld 11221	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (𝑁 + (1 / 2)) ∈ ℝ)
6		simplr 768	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 𝑆 ∈ ℝ)
7	5, 6	remulcld 11222	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑆) ∈ ℝ)
8	7	resincld 16118	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑆)) ∈ ℝ)
9		2re 12271	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℝ
10	9	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 2 ∈ ℝ)
11		pire 26373	. . . . 5 ⊢ π ∈ ℝ
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → π ∈ ℝ)
13	10, 12	remulcld 11222	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (2 · π) ∈ ℝ)
14	6	rehalfcld 12445	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (𝑆 / 2) ∈ ℝ)
15	14	resincld 16118	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘(𝑆 / 2)) ∈ ℝ)
16	13, 15	remulcld 11222	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2))) ∈ ℝ)
17		2cnd 12275	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 2 ∈ ℂ)
18		picn 26374	. . . . . 6 ⊢ π ∈ ℂ
19	18	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → π ∈ ℂ)
20	17, 19	mulcld 11212	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (2 · π) ∈ ℂ)
21		recn 11176	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ∈ ℝ → 𝑆 ∈ ℂ)
22	21	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 𝑆 ∈ ℂ)
23	22	halfcld 12443	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (𝑆 / 2) ∈ ℂ)
24	23	sincld 16105	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘(𝑆 / 2)) ∈ ℂ)
25		2ne0 12301	. . . . . 6 ⊢ 2 ≠ 0
26	25	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → 2 ≠ 0)
27		0re 11194	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
28		pipos 26375	. . . . . . 7 ⊢ 0 < π
29	27, 28	gtneii 11304	. . . . . 6 ⊢ π ≠ 0
30	29	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → π ≠ 0)
31	17, 19, 26, 30	mulne0d 11846	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (2 · π) ≠ 0)
32	22, 17, 19, 26, 30	divdiv1d 12005	. . . . . . 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 12970	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℝ+
35		pirp 26377	. . . . . . . . . . 11 ⊢ π ∈ ℝ+
36		rpmulcl 12989	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((2 ∈ ℝ+ ∧ π ∈ ℝ+) → (2 · π) ∈ ℝ+)
37	34, 35, 36	mp2an 692	. . . . . . . . . 10 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ+
38		mod0 13850	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (2 · π) ∈ ℝ+) → ((𝑆 mod (2 · π)) = 0 ↔ (𝑆 / (2 · π)) ∈ ℤ))
39	37, 38	mpan2 691	. . . . . . . . 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 2849	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ¬ ((𝑆 / 2) / π) ∈ ℤ)
43		sineq0 26440	. . . . . . 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 2934	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → (sin‘(𝑆 / 2)) ≠ 0)
47	20, 24, 31, 46	mulne0d 11846	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ ℝ ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2))) ≠ 0)
48	47	adantll 714	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) ∧ ¬ (𝑆 mod (2 · π)) = 0) → ((2 · π) · (sin‘(𝑆 / 2))) ≠ 0)
49	8, 16, 48	redivcld 12026	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 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2927  ‘cfv 6519  (class class class)co 7394  ℂcc 11084  ℝcr 11085  0cc0 11086  1c1 11087   + caddc 11089   · cmul 11091   / cdiv 11851  ℕcn 12197  2c2 12252  ℤcz 12545  ℝ⁺crp 12965   mod cmo 13843  sincsin 16036  πcpi 16039

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5242  ax-sep 5259  ax-nul 5269  ax-pow 5328  ax-pr 5395  ax-un 7718  ax-inf2 9612  ax-cnex 11142  ax-resscn 11143  ax-1cn 11144  ax-icn 11145  ax-addcl 11146  ax-addrcl 11147  ax-mulcl 11148  ax-mulrcl 11149  ax-mulcom 11150  ax-addass 11151  ax-mulass 11152  ax-distr 11153  ax-i2m1 11154  ax-1ne0 11155  ax-1rid 11156  ax-rnegex 11157  ax-rrecex 11158  ax-cnre 11159  ax-pre-lttri 11160  ax-pre-lttrn 11161  ax-pre-ltadd 11162  ax-pre-mulgt0 11163  ax-pre-sup 11164  ax-addf 11165

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2880  df-ne 2928  df-nel 3032  df-ral 3047  df-rex 3056  df-rmo 3357  df-reu 3358  df-rab 3412  df-v 3457  df-sbc 3762  df-csb 3871  df-dif 3925  df-un 3927  df-in 3929  df-ss 3939  df-pss 3942  df-nul 4305  df-if 4497  df-pw 4573  df-sn 4598  df-pr 4600  df-tp 4602  df-op 4604  df-uni 4880  df-int 4919  df-iun 4965  df-iin 4966  df-br 5116  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5541  df-eprel 5546  df-po 5554  df-so 5555  df-fr 5599  df-se 5600  df-we 5601  df-xp 5652  df-rel 5653  df-cnv 5654  df-co 5655  df-dm 5656  df-rn 5657  df-res 5658  df-ima 5659  df-pred 6282  df-ord 6343  df-on 6344  df-lim 6345  df-suc 6346  df-iota 6472  df-fun 6521  df-fn 6522  df-f 6523  df-f1 6524  df-fo 6525  df-f1o 6526  df-fv 6527  df-isom 6528  df-riota 7351  df-ov 7397  df-oprab 7398  df-mpo 7399  df-of 7660  df-om 7851  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-supp 8149  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8349  df-rdg 8387  df-1o 8443  df-2o 8444  df-er 8682  df-map 8805  df-pm 8806  df-ixp 8875  df-en 8923  df-dom 8924  df-sdom 8925  df-fin 8926  df-fsupp 9331  df-fi 9380  df-sup 9411  df-inf 9412  df-oi 9481  df-card 9910  df-pnf 11228  df-mnf 11229  df-xr 11230  df-ltxr 11231  df-le 11232  df-sub 11425  df-neg 11426  df-div 11852  df-nn 12198  df-2 12260  df-3 12261  df-4 12262  df-5 12263  df-6 12264  df-7 12265  df-8 12266  df-9 12267  df-n0 12459  df-z 12546  df-dec 12666  df-uz 12810  df-q 12922  df-rp 12966  df-xneg 13085  df-xadd 13086  df-xmul 13087  df-ioo 13323  df-ioc 13324  df-ico 13325  df-icc 13326  df-fz 13482  df-fzo 13629  df-fl 13766  df-mod 13844  df-seq 13977  df-exp 14037  df-fac 14249  df-bc 14278  df-hash 14306  df-shft 15043  df-cj 15075  df-re 15076  df-im 15077  df-sqrt 15211  df-abs 15212  df-limsup 15444  df-clim 15461  df-rlim 15462  df-sum 15660  df-ef 16040  df-sin 16042  df-cos 16043  df-pi 16045  df-struct 17123  df-sets 17140  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17186  df-ress 17207  df-plusg 17239  df-mulr 17240  df-starv 17241  df-sca 17242  df-vsca 17243  df-ip 17244  df-tset 17245  df-ple 17246  df-ds 17248  df-unif 17249  df-hom 17250  df-cco 17251  df-rest 17391  df-topn 17392  df-0g 17410  df-gsum 17411  df-topgen 17412  df-pt 17413  df-prds 17416  df-xrs 17471  df-qtop 17476  df-imas 17477  df-xps 17479  df-mre 17553  df-mrc 17554  df-acs 17556  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-submnd 18717  df-mulg 19006  df-cntz 19255  df-cmn 19718  df-psmet 21262  df-xmet 21263  df-met 21264  df-bl 21265  df-mopn 21266  df-fbas 21267  df-fg 21268  df-cnfld 21271  df-top 22787  df-topon 22804  df-topsp 22826  df-bases 22839  df-cld 22912  df-ntr 22913  df-cls 22914  df-nei 22991  df-lp 23029  df-perf 23030  df-cn 23120  df-cnp 23121  df-haus 23208  df-tx 23455  df-hmeo 23648  df-fil 23739  df-fm 23831  df-flim 23832  df-flf 23833  df-xms 24214  df-ms 24215  df-tms 24216  df-cncf 24777  df-limc 25774  df-dv 25775

This theorem is referenced by:  dirkerval2  46065  dirkerre  46066