Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem43 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem43 47433
Description: 𝐾 is a real function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypothesis
Ref Expression
fourierdlem43.1 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
Assertion
Ref Expression
fourierdlem43 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ

Proof of Theorem fourierdlem43
StepHypRef Expression
1 fourierdlem43.1 . 2 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
2 1red 11348 . . 3 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 𝑠 = 0) → 1 ∈ ℝ)
3 pire 26840 . . . . . . . 8 π ∈ ℝ
43a1i 11 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → π ∈ ℝ)
54renegcld 11782 . . . . . 6 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → -π ∈ ℝ)
6 id 23 . . . . . 6 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
7 eliccre 46790 . . . . . 6 (( -π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,]π)) → 𝑠 ∈ ℝ)
85, 4, 6, 7syl3anc 1399 . . . . 5 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → 𝑠 ∈ ℝ)
98adantr 486 . . . 4 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → 𝑠 ∈ ℝ)
10 2re 12457 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
1110a1i 11 . . . . 5 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → 2 ∈ ℝ)
129rehalfcld 12633 . . . . . 6 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
1312resincld 16355 . . . . 5 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
1411, 13remulcld 11378 . . . 4 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℝ)
15 2cnd 12461 . . . . 5 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → 2 ∈ ℂ)
1613recnd 11376 . . . . 5 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
17 2ne0 12489 . . . . . 6 2 ≠ 0
1817a1i 11 . . . . 5 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → 2 ≠ 0)
19 0xr 11395 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
2019a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → 0 ∈ ℝ*)
2110, 3remulcli 11364 . . . . . . . . . . 11 (2 · π) ∈ ℝ
2221rexri 11406 . . . . . . . . . 10 (2 · π) ∈ ℝ*
2322a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → (2 · π) ∈ ℝ*)
248adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → 𝑠 ∈ ℝ)
25 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → 0 < 𝑠)
2621a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → (2 · π) ∈ ℝ)
275rexrd 11398 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → -π ∈ ℝ*)
284rexrd 11398 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → π ∈ ℝ*)
29 iccleub 13572 . . . . . . . . . . . 12 (( -π ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,]π)) → 𝑠 ≤ π)
3027, 28, 6, 29syl3anc 1399 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → 𝑠 ≤ π)
31 pirp 26847 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℝ+
32 2timesgt 46577 . . . . . . . . . . . . 13 (π ∈ ℝ+ → π < (2 · π))
3331, 32ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 π < (2 · π)
3433a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → π < (2 · π))
358, 4, 26, 30, 34lelttrd 11507 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → 𝑠 < (2 · π))
3635adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → 𝑠 < (2 · π))
3720, 23, 24, 25, 36eliood 46783 . . . . . . . 8 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → 𝑠 ∈ (0(,)(2 · π)))
38 sinaover2ne0 47151 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ (0(,)(2 · π)) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
3937, 38syl 18 . . . . . . 7 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 0 < 𝑠) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
4039adantlr 728 . . . . . 6 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ 0 < 𝑠) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
418ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → 𝑠 ∈ ℝ)
42 iccgelb 13573 . . . . . . . . . 10 (( -π ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,]π)) → -π ≤ 𝑠)
4327, 28, 6, 42syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → -π ≤ 𝑠)
4443ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → -π ≤ 𝑠)
45 0red 11350 . . . . . . . . 9 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → 0 ∈ ℝ)
46 neqne 2967 . . . . . . . . . 10 (¬ 𝑠 = 0 → 𝑠 ≠ 0)
4746ad2antlr 740 . . . . . . . . 9 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → 𝑠 ≠ 0)
48 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → ¬ 0 < 𝑠)
4941, 45, 47, 48lttri5d 46588 . . . . . . . 8 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → 𝑠 < 0)
505ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → -π ∈ ℝ)
51 elico2 13581 . . . . . . . . 9 (( -π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ*) → (𝑠 ∈ ( -π[,)0) ↔ (𝑠 ∈ ℝ ∧ -π ≤ 𝑠 ∧ 𝑠 < 0)))
5250, 19, 51sylancl 598 . . . . . . . 8 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → (𝑠 ∈ ( -π[,)0) ↔ (𝑠 ∈ ℝ ∧ -π ≤ 𝑠 ∧ 𝑠 < 0)))
5341, 44, 49, 52mpbir3and 1361 . . . . . . 7 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → 𝑠 ∈ ( -π[,)0))
543renegcli 11658 . . . . . . . . . . . . . . 15 -π ∈ ℝ
55 elicore 13569 . . . . . . . . . . . . . . 15 (( -π ∈ ℝ ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,)0)) → 𝑠 ∈ ℝ)
5654, 55mpan 703 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 𝑠 ∈ ℝ)
5756recnd 11376 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 𝑠 ∈ ℂ)
58 2cnd 12461 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 2 ∈ ℂ)
5917a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 2 ≠ 0)
6057, 58, 59divnegd 12146 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -(𝑠 / 2) = ( -𝑠 / 2))
6160eqcomd 2769 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → ( -𝑠 / 2) = -(𝑠 / 2))
6261fveq2d 6920 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (sin‘( -𝑠 / 2)) = (sin‘ -(𝑠 / 2)))
6362negeqd 11590 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -(sin‘( -𝑠 / 2)) = -(sin‘ -(𝑠 / 2)))
6457halfcld 12631 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (𝑠 / 2) ∈ ℂ)
65 sinneg 16358 . . . . . . . . . . 11 ((𝑠 / 2) ∈ ℂ → (sin‘ -(𝑠 / 2)) = -(sin‘(𝑠 / 2)))
6664, 65syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (sin‘ -(𝑠 / 2)) = -(sin‘(𝑠 / 2)))
6766negeqd 11590 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -(sin‘ -(𝑠 / 2)) = - -(sin‘(𝑠 / 2)))
6864sincld 16342 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
6968negnegd 11699 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → - -(sin‘(𝑠 / 2)) = (sin‘(𝑠 / 2)))
7063, 67, 693eqtrd 2802 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -(sin‘( -𝑠 / 2)) = (sin‘(𝑠 / 2)))
7157negcld 11695 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -𝑠 ∈ ℂ)
7271halfcld 12631 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → ( -𝑠 / 2) ∈ ℂ)
7372sincld 16342 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (sin‘( -𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
7419a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 0 ∈ ℝ*)
7522a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (2 · π) ∈ ℝ*)
7656renegcld 11782 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -𝑠 ∈ ℝ)
7754a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -π ∈ ℝ)
7877rexrd 11398 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -π ∈ ℝ*)
79 id 23 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 𝑠 ∈ ( -π[,)0))
80 icoltub 46793 . . . . . . . . . . . . 13 (( -π ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ* ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,)0)) → 𝑠 < 0)
8178, 74, 79, 80syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 𝑠 < 0)
8256lt0neg1d 11925 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (𝑠 < 0 ↔ 0 < -𝑠))
8381, 82mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → 0 < -𝑠)
843a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → π ∈ ℝ)
8521a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (2 · π) ∈ ℝ)
86 icogelb 13567 . . . . . . . . . . . . . 14 (( -π ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ* ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,)0)) → -π ≤ 𝑠)
8778, 74, 79, 86syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -π ≤ 𝑠)
8884, 56, 87lenegcon1d 11938 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -𝑠 ≤ π)
8933a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → π < (2 · π))
9076, 84, 85, 88, 89lelttrd 11507 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -𝑠 < (2 · π))
9174, 75, 76, 83, 90eliood 46783 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -𝑠 ∈ (0(,)(2 · π)))
92 sinaover2ne0 47151 . . . . . . . . . 10 ( -𝑠 ∈ (0(,)(2 · π)) → (sin‘( -𝑠 / 2)) ≠ 0)
9391, 92syl 18 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (sin‘( -𝑠 / 2)) ≠ 0)
9473, 93negne0d 11706 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → -(sin‘( -𝑠 / 2)) ≠ 0)
9570, 94eqnetrrd 3027 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ ( -π[,)0) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
9653, 95syl 18 . . . . . 6 (((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) ∧ ¬ 0 < 𝑠) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
9740, 96pm2.61dan 825 . . . . 5 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
9815, 16, 18, 97mulne0d 12008 . . . 4 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
999, 14, 98redivcld 12185 . . 3 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ¬ 𝑠 = 0) → (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℝ)
1002, 99ifclda 4521 . 2 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) ∈ ℝ)
1011, 100fmpti 7144 1 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ifcif 4485   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   · cmul 11244  ℝ*cxr 11381   < clt 11382   ≤ cle 11383   -cneg 11581   / cdiv 12013  2c2 12437  ℝ+crp 13160  (,)cioo 13516  [,)cico 13518  [,]cicc 13519  sincsin 16273  πcpi 16276
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-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-inf2 9679  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
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-rmo 3369  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-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-fi 9440  df-sup 9471  df-inf 9472  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-q 13116  df-rp 13161  df-xneg 13281  df-xadd 13282  df-xmul 13283  df-ioo 13520  df-ioc 13521  df-ico 13522  df-icc 13523  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-fl 13972  df-mod 14050  df-seq 14185  df-exp 14245  df-fac 14459  df-bc 14488  df-hash 14516  df-shft 15263  df-cj 15309  df-re 15310  df-im 15311  df-sqrt 15445  df-abs 15446  df-limsup 15682  df-clim 15699  df-rlim 15700  df-sum 15898  df-ef 16277  df-sin 16279  df-cos 16280  df-pi 16282  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-rest 17643  df-topn 17644  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-topgen 17664  df-pt 17665  df-prds 17668  df-xrs 17724  df-qtop 17729  df-imas 17730  df-xps 17732  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-submnd 19029  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-psmet 21721  df-xmet 21722  df-met 21723  df-bl 21724  df-mopn 21725  df-fbas 21726  df-fg 21727  df-cnfld 21730  df-top 23267  df-topon 23284  df-topsp 23306  df-bases 23319  df-cld 23392  df-ntr 23393  df-cls 23394  df-nei 23471  df-lp 23509  df-perf 23510  df-cn 23600  df-cnp 23601  df-haus 23688  df-tx 23936  df-hmeo 24129  df-fil 24220  df-fm 24312  df-flim 24313  df-flf 24314  df-xms 24694  df-ms 24695  df-tms 24696  df-cncf 25254  df-limc 26241  df-dv 26242
This theorem is used by:  fourierdlem55  47444  fourierdlem62  47451  fourierdlem66  47455  fourierdlem77  47466  fourierdlem85  47474  fourierdlem88  47477  fourierdlem103  47492  fourierdlem104  47493
  Copyright terms: Public domain W3C validator