Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem14 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem14 47398
Description: Given the partition 𝑉, 𝑄 is the partition shifted to the left by 𝑋. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem14.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
fourierdlem14.2 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
fourierdlem14.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
fourierdlem14.p 𝑃 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑝‘𝑚) = (𝐵 + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
fourierdlem14.o 𝑂 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = 𝐴 ∧ (𝑝‘𝑚) = 𝐵) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
fourierdlem14.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
fourierdlem14.v (𝜑 → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
fourierdlem14.q 𝑄 = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
Assertion
Ref Expression
fourierdlem14 (𝜑 → 𝑄 ∈ (𝑂‘𝑀))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑚,𝑝   𝐵,𝑚,𝑝   𝑖,𝑀,𝑚,𝑝   𝑄,𝑖,𝑝   𝑖,𝑉,𝑝   𝑖,𝑋,𝑚,𝑝   𝜑,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚, 𝑝)   𝐴(𝑖)   𝐵(𝑖)   𝑃(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑄(𝑚)   𝑂(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑉(𝑚)

Proof of Theorem fourierdlem14
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fourierdlem14.v . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
2 fourierdlem14.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
3 fourierdlem14.p . . . . . . . . . . . 12 𝑃 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑝‘𝑚) = (𝐵 + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
43fourierdlem2 47386 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℕ → (𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑉‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (𝐵 + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1))))))
52, 4syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑉‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (𝐵 + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1))))))
61, 5mpbid 235 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑉‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (𝐵 + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1)))))
76simpld 500 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)))
8 elmapi 8905 . . . . . . . 8 (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) → 𝑉:(0...𝑀)⟶ℝ)
97, 8syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑉:(0...𝑀)⟶ℝ)
109ffvelcdmda 7114 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑀)) → (𝑉‘𝑖) ∈ ℝ)
11 fourierdlem14.x . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
1211adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑀)) → 𝑋 ∈ ℝ)
1310, 12resubcld 11781 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑀)) → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) ∈ ℝ)
14 fourierdlem14.q . . . . 5 𝑄 = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
1513, 14fmptd 7144 . . . 4 (𝜑 → 𝑄:(0...𝑀)⟶ℝ)
16 reex 11328 . . . . . 6 ℝ ∈ V
1716a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ℝ ∈ V)
18 ovex 7482 . . . . . 6 (0...𝑀) ∈ V
1918a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0...𝑀) ∈ V)
2017, 19elmapd 8896 . . . 4 (𝜑 → (𝑄 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ↔ 𝑄:(0...𝑀)⟶ℝ))
2115, 20mpbird 260 . . 3 (𝜑 → 𝑄 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)))
2214a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑄 = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋)))
23 fveq2 6914 . . . . . . . 8 (𝑖 = 0 → (𝑉‘𝑖) = (𝑉‘0))
2423oveq1d 7464 . . . . . . 7 (𝑖 = 0 → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) = ((𝑉‘0) − 𝑋))
2524adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 = 0) → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) = ((𝑉‘0) − 𝑋))
26 0zd 12743 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ∈ ℤ)
272nnzd 12757 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
28 0le0 12482 . . . . . . . 8 0 ≤ 0
2928a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 0)
30 0red 11348 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
312nnred 12388 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
322nngt0d 12425 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < 𝑀)
3330, 31, 32ltled 11495 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 ≤ 𝑀)
3426, 27, 26, 29, 33elfzd 13685 . . . . . 6 (𝜑 → 0 ∈ (0...𝑀))
359, 34ffvelcdmd 7115 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑉‘0) ∈ ℝ)
3635, 11resubcld 11781 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑉‘0) − 𝑋) ∈ ℝ)
3722, 25, 34, 36fvmptd 7030 . . . . 5 (𝜑 → (𝑄‘0) = ((𝑉‘0) − 𝑋))
386simprd 501 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑉‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (𝐵 + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1))))
3938simpld 500 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑉‘0) = (𝐴 + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (𝐵 + 𝑋)))
4039simpld 500 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑉‘0) = (𝐴 + 𝑋))
4140oveq1d 7464 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑉‘0) − 𝑋) = ((𝐴 + 𝑋) − 𝑋))
42 fourierdlem14.1 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
4342recnd 11374 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
4411recnd 11374 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℂ)
4543, 44pncand 11707 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 + 𝑋) − 𝑋) = 𝐴)
4637, 41, 453eqtrd 2802 . . . 4 (𝜑 → (𝑄‘0) = 𝐴)
47 fveq2 6914 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑀 → (𝑉‘𝑖) = (𝑉‘𝑀))
4847oveq1d 7464 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝑀 → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) = ((𝑉‘𝑀) − 𝑋))
4948adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 = 𝑀) → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) = ((𝑉‘𝑀) − 𝑋))
5031leidd 11920 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑀 ≤ 𝑀)
5126, 27, 27, 33, 50elfzd 13685 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑀 ∈ (0...𝑀))
529, 51ffvelcdmd 7115 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑉‘𝑀) ∈ ℝ)
5352, 11resubcld 11781 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑉‘𝑀) − 𝑋) ∈ ℝ)
5422, 49, 51, 53fvmptd 7030 . . . . 5 (𝜑 → (𝑄‘𝑀) = ((𝑉‘𝑀) − 𝑋))
5539simprd 501 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑉‘𝑀) = (𝐵 + 𝑋))
5655oveq1d 7464 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑉‘𝑀) − 𝑋) = ((𝐵 + 𝑋) − 𝑋))
57 fourierdlem14.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
5857recnd 11374 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
5958, 44pncand 11707 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐵 + 𝑋) − 𝑋) = 𝐵)
6054, 56, 593eqtrd 2802 . . . 4 (𝜑 → (𝑄‘𝑀) = 𝐵)
6146, 60jca 521 . . 3 (𝜑 → ((𝑄‘0) = 𝐴 ∧ (𝑄‘𝑀) = 𝐵))
62 elfzofz 13848 . . . . . . 7 (𝑖 ∈ (0..^𝑀) → 𝑖 ∈ (0...𝑀))
6362, 10sylan2 605 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑉‘𝑖) ∈ ℝ)
649adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑉:(0...𝑀)⟶ℝ)
65 fzofzp1 13937 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (0..^𝑀) → (𝑖 + 1) ∈ (0...𝑀))
6665adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑖 + 1) ∈ (0...𝑀))
6764, 66ffvelcdmd 7115 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑉‘(𝑖 + 1)) ∈ ℝ)
6811adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑋 ∈ ℝ)
6938simprd 501 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1)))
7069r19.21bi 3258 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1)))
7163, 67, 68, 70ltsub1dd 11966 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) < ((𝑉‘(𝑖 + 1)) − 𝑋))
7262adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑖 ∈ (0...𝑀))
7362, 13sylan2 605 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) ∈ ℝ)
7414fvmpt2 7034 . . . . . 6 ((𝑖 ∈ (0...𝑀) ∧ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) ∈ ℝ) → (𝑄‘𝑖) = ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
7572, 73, 74syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑄‘𝑖) = ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
76 fveq2 6914 . . . . . . . . . 10 (𝑖 = 𝑗 → (𝑉‘𝑖) = (𝑉‘𝑗))
7776oveq1d 7464 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝑗 → ((𝑉‘𝑖) − 𝑋) = ((𝑉‘𝑗) − 𝑋))
7877cbvmptv 5213 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋)) = (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑗) − 𝑋))
7914, 78eqtri 2786 . . . . . . 7 𝑄 = (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑗) − 𝑋))
8079a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑄 = (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑗) − 𝑋)))
81 fveq2 6914 . . . . . . . 8 (𝑗 = (𝑖 + 1) → (𝑉‘𝑗) = (𝑉‘(𝑖 + 1)))
8281oveq1d 7464 . . . . . . 7 (𝑗 = (𝑖 + 1) → ((𝑉‘𝑗) − 𝑋) = ((𝑉‘(𝑖 + 1)) − 𝑋))
8382adantl 487 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑗 = (𝑖 + 1)) → ((𝑉‘𝑗) − 𝑋) = ((𝑉‘(𝑖 + 1)) − 𝑋))
8467, 68resubcld 11781 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑉‘(𝑖 + 1)) − 𝑋) ∈ ℝ)
8580, 83, 66, 84fvmptd 7030 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑄‘(𝑖 + 1)) = ((𝑉‘(𝑖 + 1)) − 𝑋))
8671, 75, 853brtr4d 5141 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑄‘𝑖) < (𝑄‘(𝑖 + 1)))
8786ralrimiva 3158 . . 3 (𝜑 → ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑄‘𝑖) < (𝑄‘(𝑖 + 1)))
8821, 61, 87jca32 525 . 2 (𝜑 → (𝑄 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑄‘0) = 𝐴 ∧ (𝑄‘𝑀) = 𝐵) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑄‘𝑖) < (𝑄‘(𝑖 + 1)))))
89 fourierdlem14.o . . . 4 𝑂 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = 𝐴 ∧ (𝑝‘𝑚) = 𝐵) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
9089fourierdlem2 47386 . . 3 (𝑀 ∈ ℕ → (𝑄 ∈ (𝑂‘𝑀) ↔ (𝑄 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑄‘0) = 𝐴 ∧ (𝑄‘𝑀) = 𝐵) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑄‘𝑖) < (𝑄‘(𝑖 + 1))))))
912, 90syl 18 . 2 (𝜑 → (𝑄 ∈ (𝑂‘𝑀) ↔ (𝑄 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑄‘0) = 𝐴 ∧ (𝑄‘𝑀) = 𝐵) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑄‘𝑖) < (𝑄‘(𝑖 + 1))))))
9288, 91mpbird 260 1 (𝜑 → 𝑄 ∈ (𝑂‘𝑀))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  {crab 3416  Vcvv 3454   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5190  ⟶wf 6560  ‘cfv 6564  (class class class)co 7449   ↑m cmap 8883  ℝcr 11236  0cc0 11237  1c1 11238   + caddc 11240   < clt 11380   ≤ cle 11381   − cmin 11578  ℕcn 12373  ...cfz 13677  ..^cfzo 13826
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7781  ax-cnex 11293  ax-resscn 11294  ax-1cn 11295  ax-icn 11296  ax-addcl 11297  ax-addrcl 11298  ax-mulcl 11299  ax-mulrcl 11300  ax-mulcom 11301  ax-addass 11302  ax-mulass 11303  ax-distr 11304  ax-i2m1 11305  ax-1ne0 11306  ax-1rid 11307  ax-rnegex 11308  ax-rrecex 11309  ax-cnre 11310  ax-pre-lttri 11311  ax-pre-lttrn 11312  ax-pre-ltadd 11313  ax-pre-mulgt0 11314
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6328  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6518  df-fun 6566  df-fn 6567  df-f 6568  df-f1 6569  df-fo 6570  df-f1o 6571  df-fv 6572  df-riota 7406  df-ov 7452  df-oprab 7453  df-mpo 7454  df-om 7910  df-1st 8033  df-2nd 8034  df-frecs 8335  df-wrecs 8366  df-recs 8415  df-rdg 8454  df-er 8753  df-map 8885  df-en 9010  df-dom 9011  df-sdom 9012  df-pnf 11382  df-mnf 11383  df-xr 11384  df-ltxr 11385  df-le 11386  df-sub 11580  df-neg 11581  df-nn 12374  df-n0 12645  df-z 12732  df-uz 13004  df-fz 13678  df-fzo 13827
This theorem is used by:  fourierdlem74  47457  fourierdlem75  47458  fourierdlem84  47467  fourierdlem85  47468  fourierdlem88  47471  fourierdlem103  47486  fourierdlem104  47487
  Copyright terms: Public domain W3C validator