Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem66 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem66 47455
Description: Value of the 𝐺 function when the argument is not zero. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem66.f (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
fourierdlem66.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
fourierdlem66.y (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
fourierdlem66.w (𝜑 → 𝑊 ∈ ℝ)
fourierdlem66.d 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑠 ∈ ℝ ↦ if((𝑠 mod (2 · π)) = 0, (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · π)), ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))))))
fourierdlem66.h 𝐻 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
fourierdlem66.k 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
fourierdlem66.u 𝑈 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
fourierdlem66.s 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
fourierdlem66.g 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
fourierdlem66.a 𝐴 = (( -π[,]π) ∖ {0})
Assertion
Ref Expression
fourierdlem66 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) = (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
Distinct variable groups:   𝑛,𝑠   𝜑,𝑠
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝐴(𝑛, 𝑠)   𝐷(𝑛, 𝑠)   𝑆(𝑛, 𝑠)   𝑈(𝑛, 𝑠)   𝐹(𝑛, 𝑠)   𝐺(𝑛, 𝑠)   𝐻(𝑛, 𝑠)   𝐾(𝑛, 𝑠)   𝑊(𝑛, 𝑠)   𝑋(𝑛, 𝑠)   𝑌(𝑛, 𝑠)

Proof of Theorem fourierdlem66
StepHypRef Expression
1 fourierdlem66.a . . . . . . . 8 𝐴 = (( -π[,]π) ∖ {0})
21eqimssi 3973 . . . . . . 7 𝐴 ⊆ (( -π[,]π) ∖ {0})
3 difss 4075 . . . . . . 7 (( -π[,]π) ∖ {0}) ⊆ ( -π[,]π)
42, 3sstri 3922 . . . . . 6 𝐴 ⊆ ( -π[,]π)
54a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ( -π[,]π))
65sselda 3913 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
76adantlr 728 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
8 fourierdlem66.f . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
98adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
10 fourierdlem66.x . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
1110adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℝ)
12 fourierdlem66.y . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
1312adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑌 ∈ ℝ)
14 fourierdlem66.w . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑊 ∈ ℝ)
1514adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑊 ∈ ℝ)
16 fourierdlem66.h . . . . . . 7 𝐻 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
17 fourierdlem66.k . . . . . . 7 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
18 fourierdlem66.u . . . . . . 7 𝑈 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
199, 11, 13, 15, 16, 17, 18fourierdlem55 47444 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑈:( -π[,]π)⟶ℝ)
2019adantr 486 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑈:( -π[,]π)⟶ℝ)
2120, 7ffvelcdmd 7117 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑈‘𝑠) ∈ ℝ)
22 nnre 12382 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ)
23 fourierdlem66.s . . . . . . . 8 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
2423fourierdlem5 47395 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℝ → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
2522, 24syl 18 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
2625ad2antlr 740 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
2726, 7ffvelcdmd 7117 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑆‘𝑠) ∈ ℝ)
2821, 27remulcld 11378 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)) ∈ ℝ)
29 fourierdlem66.g . . . 4 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
3029fvmpt2 7036 . . 3 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)) ∈ ℝ) → (𝐺‘𝑠) = ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
317, 28, 30syl2anc 596 . 2 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) = ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
328, 10, 12, 14, 16fourierdlem9 47399 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℝ)
3332adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℝ)
3433, 6ffvelcdmd 7117 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐻‘𝑠) ∈ ℝ)
3517fourierdlem43 47433 . . . . . . . . 9 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ
3635a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ)
3736, 6ffvelcdmd 7117 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐾‘𝑠) ∈ ℝ)
3834, 37remulcld 11378 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) ∈ ℝ)
3918fvmpt2 7036 . . . . . 6 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) ∈ ℝ) → (𝑈‘𝑠) = ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
406, 38, 39syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑈‘𝑠) = ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
41 0red 11350 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 0 ∈ ℝ)
428adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
4310adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑋 ∈ ℝ)
44 pire 26840 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 π ∈ ℝ
4544renegcli 11658 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -π ∈ ℝ
46 iccssre 13600 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (( -π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → ( -π[,]π) ⊆ ℝ)
4745, 44, 46mp2an 705 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( -π[,]π) ⊆ ℝ
484sseli 3909 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ∈ 𝐴 → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
4947, 48sselid 3911 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑠 ∈ 𝐴 → 𝑠 ∈ ℝ)
5049adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
5143, 50readdcld 11377 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ ℝ)
5242, 51ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℝ)
5312, 14ifcld 4532 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
5453adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
5552, 54resubcld 11783 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℝ)
56 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ 𝐴)
572, 56sselid 3911 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}))
5857eldifbd 4055 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ¬ 𝑠 ∈ {0})
59 velsn 4600 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ {0} ↔ 𝑠 = 0)
6058, 59sylnib 331 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ¬ 𝑠 = 0)
6160neqned 2966 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ≠ 0)
6255, 50, 61redivcld 12185 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠) ∈ ℝ)
6341, 62ifcld 4532 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)) ∈ ℝ)
6416fvmpt2 7036 . . . . . . . 8 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)) ∈ ℝ) → (𝐻‘𝑠) = if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
656, 63, 64syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐻‘𝑠) = if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
6660iffalsed 4496 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠))
6765, 66eqtrd 2798 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐻‘𝑠) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠))
68 1red 11348 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 1 ∈ ℝ)
69 2re 12457 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℝ
7069a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℝ)
7150rehalfcld 12633 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
7271resincld 16355 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
7370, 72remulcld 11378 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℝ)
74 2cnd 12461 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℂ)
7572recnd 11376 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
76 2ne0 12489 . . . . . . . . . . . 12 2 ≠ 0
7776a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ≠ 0)
78 fourierdlem44 47434 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ 𝑠 ≠ 0) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
796, 61, 78syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
8074, 75, 77, 79mulne0d 12008 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
8150, 73, 80redivcld 12185 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℝ)
8268, 81ifcld 4532 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) ∈ ℝ)
8317fvmpt2 7036 . . . . . . . 8 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) ∈ ℝ) → (𝐾‘𝑠) = if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
846, 82, 83syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐾‘𝑠) = if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
8560iffalsed 4496 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
8684, 85eqtrd 2798 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐾‘𝑠) = (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
8767, 86oveq12d 7469 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) = ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠) · (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
8855recnd 11376 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℂ)
8950recnd 11376 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℂ)
9074, 75mulcld 11368 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℂ)
9188, 89, 90, 61, 80dmdcan2d 12163 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠) · (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
9240, 87, 913eqtrd 2802 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑈‘𝑠) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
9392adantlr 728 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑈‘𝑠) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
9422ad2antlr 740 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑛 ∈ ℝ)
95 1red 11348 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 1 ∈ ℝ)
9695rehalfcld 12633 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (1 / 2) ∈ ℝ)
9794, 96readdcld 11377 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑛 + (1 / 2)) ∈ ℝ)
9849adantl 487 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
9997, 98remulcld 11378 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠) ∈ ℝ)
10099resincld 16355 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℝ)
10123fvmpt2 7036 . . . 4 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℝ) → (𝑆‘𝑠) = (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
1027, 100, 101syl2anc 596 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑆‘𝑠) = (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
10393, 102oveq12d 7469 . 2 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)) = ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) · (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠))))
10488adantlr 728 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℂ)
10590adantlr 728 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℂ)
106100recnd 11376 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℂ)
10780adantlr 728 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
108104, 105, 106, 107div32d 12156 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) · (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠))) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
10922adantr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑛 ∈ ℝ)
110 halfre 12599 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 / 2) ∈ ℝ
111110a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (1 / 2) ∈ ℝ)
112109, 111readdcld 11377 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑛 + (1 / 2)) ∈ ℝ)
11349adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
114112, 113remulcld 11378 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠) ∈ ℝ)
115114resincld 16355 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℝ)
116115recnd 11376 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℂ)
11769a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℝ)
118113rehalfcld 12633 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
119118resincld 16355 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
120117, 119remulcld 11378 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℝ)
121120recnd 11376 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℂ)
122 picn 26842 . . . . . . . . . 10 π ∈ ℂ
123122a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ∈ ℂ)
124 2cnd 12461 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → 2 ∈ ℂ)
125 rehalfcl 12613 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ℝ → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
126 resincl 16352 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑠 / 2) ∈ ℝ → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
12749, 125, 1263syl 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ 𝐴 → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
128127recnd 11376 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
12976a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → 2 ≠ 0)
130 eldifsni 4755 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}) → 𝑠 ≠ 0)
131130, 1eleq2s 2882 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ 𝐴 → 𝑠 ≠ 0)
13248, 131, 78syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
133124, 128, 129, 132mulne0d 12008 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ 𝐴 → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
134133adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
135 0re 11349 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
136 pipos 26844 . . . . . . . . . . 11 0 < π
137135, 136gtneii 11461 . . . . . . . . . 10 π ≠ 0
138137a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ≠ 0)
139116, 121, 123, 134, 138divdiv1d 12164 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) / π) = ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · (sin‘(𝑠 / 2))) · π)))
140 2cnd 12461 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℂ)
141128adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
142140, 141, 123mulassd 11371 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((2 · (sin‘(𝑠 / 2))) · π) = (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π)))
143142oveq2d 7467 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · (sin‘(𝑠 / 2))) · π)) = ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π))))
144141, 123mulcomd 11369 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘(𝑠 / 2)) · π) = (π · (sin‘(𝑠 / 2))))
145144oveq2d 7467 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π)) = (2 · (π · (sin‘(𝑠 / 2)))))
146140, 123, 141mulassd 11371 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))) = (2 · (π · (sin‘(𝑠 / 2)))))
147145, 146eqtr4d 2801 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π)) = ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))
148147oveq2d 7467 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π))) = ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))))
149139, 143, 1483eqtrd 2802 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) / π) = ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))))
150149oveq2d 7467 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π · (((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) / π)) = (π · ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))))
151115, 120, 134redivcld 12185 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℝ)
152151recnd 11376 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℂ)
153152, 123, 138divcan2d 12135 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π · (((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) / π)) = ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
154 fourierdlem66.d . . . . . . . . . 10 𝐷 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑠 ∈ ℝ ↦ if((𝑠 mod (2 · π)) = 0, (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · π)), ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))))))
155154dirkerval2 47377 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ ℝ) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) = if((𝑠 mod (2 · π)) = 0, (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · π)), ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))))
15649, 155sylan2 605 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) = if((𝑠 mod (2 · π)) = 0, (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · π)), ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))))
157 fourierdlem24 47414 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}) → (𝑠 mod (2 · π)) ≠ 0)
158157, 1eleq2s 2882 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → (𝑠 mod (2 · π)) ≠ 0)
159158neneqd 2964 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ 𝐴 → ¬ (𝑠 mod (2 · π)) = 0)
160159adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ¬ (𝑠 mod (2 · π)) = 0)
161160iffalsed 4496 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if((𝑠 mod (2 · π)) = 0, (((2 · 𝑛) + 1) / (2 · π)), ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))) = ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))))
162156, 161eqtr2d 2799 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))) = ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))
163162oveq2d 7467 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π · ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
164150, 153, 1633eqtr3d 2806 . . . . 5 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) = (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
165164oveq2d 7467 . . . 4 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
166165adantll 727 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
167122a1i 11 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ∈ ℂ)
168154dirkerre 47378 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ ℝ) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
16949, 168sylan2 605 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
170169recnd 11376 . . . . 5 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℂ)
171170adantll 727 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℂ)
172104, 167, 171mul12d 11558 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
173108, 166, 1723eqtrd 2802 . 2 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) · (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠))) = (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
17431, 103, 1733eqtrd 2802 1 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) = (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048  ifcif 4485  {csn 4588   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244   < clt 11382   − cmin 11580   -cneg 11581   / cdiv 12013  ℕcn 12375  2c2 12437  [,]cicc 13519   mod cmo 14049  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:  fourierdlem95  47484
  Copyright terms: Public domain W3C validator