Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem38 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem38 47263
Description: The function 𝐹 is continuous on every interval induced by the partition 𝑄. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem38.cn (𝜑 → 𝐹 ∈ (dom 𝐹–cn→ℂ))
fourierdlem38.p 𝑃 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑛)) ∣ (((𝑝‘0) = -π ∧ (𝑝‘𝑛) = π) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑛)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
fourierdlem38.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
fourierdlem38.q (𝜑 → 𝑄 ∈ (𝑃‘𝑀))
fourierdlem38.h 𝐻 = (𝐴 ∪ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹))
fourierdlem38.ranq (𝜑 → ran 𝑄 = 𝐻)
Assertion
Ref Expression
fourierdlem38 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐹 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∈ (((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))–cn→ℂ))
Distinct variable groups:   𝑖,𝐹   𝑖,𝑀,𝑛,𝑝   𝑄,𝑖,𝑝   𝜑,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛, 𝑝)   𝐴(𝑖, 𝑛, 𝑝)   𝑃(𝑖, 𝑛, 𝑝)   𝑄(𝑛)   𝐹(𝑛, 𝑝)   𝐻(𝑖, 𝑛, 𝑝)

Proof of Theorem fourierdlem38
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simplr 781 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))))
2 simplll 787 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝜑)
3 ioossicc 13571 . . . . . . . . 9 ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1)))
4 pire 26792 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℝ
54renegcli 11626 . . . . . . . . . . . 12 -π ∈ ℝ
65rexri 11374 . . . . . . . . . . 11 -π ∈ ℝ*
76a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → -π ∈ ℝ*)
84rexri 11374 . . . . . . . . . . 11 π ∈ ℝ*
98a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → π ∈ ℝ*)
10 fourierdlem38.p . . . . . . . . . . . 12 𝑃 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑛)) ∣ (((𝑝‘0) = -π ∧ (𝑝‘𝑛) = π) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑛)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
11 fourierdlem38.m . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
12 fourierdlem38.q . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑄 ∈ (𝑃‘𝑀))
1310, 11, 12fourierdlem15 47240 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑄:(0...𝑀)⟶( -π[,]π))
1413adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑄:(0...𝑀)⟶( -π[,]π))
15 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑖 ∈ (0..^𝑀))
167, 9, 14, 15fourierdlem8 47233 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ( -π[,]π))
173, 16sstrid 3920 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ( -π[,]π))
1817sselda 3909 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑥 ∈ ( -π[,]π))
1918adantr 486 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ ( -π[,]π))
20 simpr 490 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹)
21 simpllr 788 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑖 ∈ (0..^𝑀))
22113ad2ant1 1151 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑀 ∈ ℕ)
23123ad2ant1 1151 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑄 ∈ (𝑃‘𝑀))
24 simp2 1155 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ ( -π[,]π))
25 simp3 1156 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹)
2624, 25eldifd 4049 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹))
27 elun2 4180 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹)))
2826, 27syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹)))
29 fourierdlem38.ranq . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ran 𝑄 = 𝐻)
30 fourierdlem38.h . . . . . . . . . 10 𝐻 = (𝐴 ∪ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹))
3129, 30eqtr2di 2812 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 ∪ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹)) = ran 𝑄)
32313ad2ant1 1151 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → (𝐴 ∪ (( -π[,]π) ∖ dom 𝐹)) = ran 𝑄)
3328, 32eleqtrd 2862 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → 𝑥 ∈ ran 𝑄)
3410, 22, 23, 33fourierdlem12 47237 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ¬ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))))
352, 19, 20, 21, 34syl31anc 1400 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) → ¬ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))))
361, 35condan 830 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑥 ∈ dom 𝐹)
3736ralrimiva 3154 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ∀𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))𝑥 ∈ dom 𝐹)
38 dfss3 3898 . . 3 (((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ dom 𝐹 ↔ ∀𝑥 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))𝑥 ∈ dom 𝐹)
3937, 38sylibr 237 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ dom 𝐹)
40 fourierdlem38.cn . . 3 (𝜑 → 𝐹 ∈ (dom 𝐹–cn→ℂ))
4140adantr 486 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐹 ∈ (dom 𝐹–cn→ℂ))
42 rescncf 25227 . 2 (((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ dom 𝐹 → (𝐹 ∈ (dom 𝐹–cn→ℂ) → (𝐹 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∈ (((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))–cn→ℂ)))
4339, 41, 42sylc 66 1 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐹 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) ∈ (((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))–cn→ℂ))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  {crab 3412   ⊆ wss 3896   ∖ cdif 4044   ∪ cun 4148   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5651  ran crn 5652   ↾ cres 5653  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424   ↑m cmap 8854  ℂcc 11205  ℝcr 11206  0cc0 11207  1c1 11208   + caddc 11210  ℝ*cxr 11349   < clt 11350   -cneg 11549  ℕcn 12342  (,)cioo 13483  [,]cicc 13486  ...cfz 13646  ..^cfzo 13795  πcpi 16241  –cn→ccncf 25206
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-inf2 9649  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284  ax-pre-sup 11285  ax-addf 11286
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-of 7697  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-supp 8184  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8386  df-rdg 8425  df-1o 8483  df-2o 8484  df-er 8724  df-map 8856  df-pm 8857  df-ixp 8933  df-en 8981  df-dom 8982  df-sdom 8983  df-fin 8984  df-fsupp 9361  df-fi 9410  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9511  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-div 11981  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-4 12414  df-5 12415  df-6 12416  df-7 12417  df-8 12418  df-9 12419  df-n0 12614  df-z 12701  df-dec 12822  df-uz 12973  df-q 13083  df-rp 13128  df-xneg 13248  df-xadd 13249  df-xmul 13250  df-ioo 13487  df-ioc 13488  df-ico 13489  df-icc 13490  df-fz 13647  df-fzo 13796  df-fl 13939  df-seq 14152  df-exp 14212  df-fac 14425  df-bc 14454  df-hash 14482  df-shft 15229  df-cj 15275  df-re 15276  df-im 15277  df-sqrt 15411  df-abs 15412  df-limsup 15647  df-clim 15664  df-rlim 15665  df-sum 15863  df-ef 16242  df-sin 16244  df-cos 16245  df-pi 16247  df-struct 17334  df-sets 17351  df-slot 17369  df-ndx 17381  df-base 17397  df-ress 17418  df-plusg 17450  df-mulr 17451  df-starv 17452  df-sca 17453  df-vsca 17454  df-ip 17455  df-tset 17456  df-ple 17457  df-ds 17459  df-unif 17460  df-hom 17461  df-cco 17462  df-rest 17602  df-topn 17603  df-0g 17621  df-gsum 17622  df-topgen 17623  df-pt 17624  df-prds 17627  df-xrs 17683  df-qtop 17688  df-imas 17689  df-xps 17691  df-mre 17765  df-mrc 17766  df-acs 17768  df-mgm 18825  df-sgrp 18917  df-mnd 18933  df-submnd 18988  df-mulg 19287  df-cntz 19540  df-cmn 20005  df-psmet 21679  df-xmet 21680  df-met 21681  df-bl 21682  df-mopn 21683  df-fbas 21684  df-fg 21685  df-cnfld 21688  df-top 23221  df-topon 23238  df-topsp 23260  df-bases 23273  df-cld 23346  df-ntr 23347  df-cls 23348  df-nei 23425  df-lp 23463  df-perf 23464  df-cn 23554  df-cnp 23555  df-haus 23642  df-tx 23890  df-hmeo 24083  df-fil 24174  df-fm 24266  df-flim 24267  df-flf 24268  df-xms 24648  df-ms 24649  df-tms 24650  df-cncf 25208  df-limc 26195  df-dv 26196
This theorem is used by:  fourierdlem102  47326  fourierdlem114  47338
  Copyright terms: Public domain W3C validator