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 47289
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 3969 . . . . . . 7 𝐴 ⊆ (( -π[,]π) ∖ {0})
3 difss 4071 . . . . . . 7 (( -π[,]π) ∖ {0}) ⊆ ( -π[,]π)
42, 3sstri 3918 . . . . . 6 𝐴 ⊆ ( -π[,]π)
54a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ( -π[,]π))
65sselda 3909 . . . 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 47278 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑈:( -π[,]π)⟶ℝ)
2019adantr 486 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑈:( -π[,]π)⟶ℝ)
2120, 7ffvelcdmd 7088 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑈‘𝑠) ∈ ℝ)
22 nnre 12347 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ)
23 fourierdlem66.s . . . . . . . 8 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
2423fourierdlem5 47229 . . . . . . 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 7088 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑆‘𝑠) ∈ ℝ)
2821, 27remulcld 11344 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)) ∈ ℝ)
29 fourierdlem66.g . . . 4 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
3029fvmpt2 7008 . . 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 47233 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℝ)
3332adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℝ)
3433, 6ffvelcdmd 7088 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐻‘𝑠) ∈ ℝ)
3517fourierdlem43 47267 . . . . . . . . 9 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ
3635a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ)
3736, 6ffvelcdmd 7088 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐾‘𝑠) ∈ ℝ)
3834, 37remulcld 11344 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) ∈ ℝ)
3918fvmpt2 7008 . . . . . 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 11316 . . . . . . . . 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 26790 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 π ∈ ℝ
4544renegcli 11624 . . . . . . . . . . . . . . . 16 -π ∈ ℝ
46 iccssre 13565 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (( -π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → ( -π[,]π) ⊆ ℝ)
4745, 44, 46mp2an 705 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( -π[,]π) ⊆ ℝ
484sseli 3905 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑠 ∈ 𝐴 → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
4947, 48sselid 3907 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑠 ∈ 𝐴 → 𝑠 ∈ ℝ)
5049adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
5143, 50readdcld 11343 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ ℝ)
5242, 51ffvelcdmd 7088 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℝ)
5312, 14ifcld 4528 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
5453adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
5552, 54resubcld 11749 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℝ)
56 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ 𝐴)
572, 56sselid 3907 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}))
5857eldifbd 4051 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ¬ 𝑠 ∈ {0})
59 velsn 4596 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ {0} ↔ 𝑠 = 0)
6058, 59sylnib 331 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ¬ 𝑠 = 0)
6160neqned 2962 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ≠ 0)
6255, 50, 61redivcld 12150 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠) ∈ ℝ)
6341, 62ifcld 4528 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)) ∈ ℝ)
6416fvmpt2 7008 . . . . . . . 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 4492 . . . . . . 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 2795 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐻‘𝑠) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠))
68 1red 11314 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 1 ∈ ℝ)
69 2re 12422 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℝ
7069a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℝ)
7150rehalfcld 12598 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
7271resincld 16318 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
7370, 72remulcld 11344 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℝ)
74 2cnd 12426 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℂ)
7572recnd 11342 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
76 2ne0 12454 . . . . . . . . . . . 12 2 ≠ 0
7776a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ≠ 0)
78 fourierdlem44 47268 . . . . . . . . . . . 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 11973 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
8150, 73, 80redivcld 12150 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℝ)
8268, 81ifcld 4528 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) ∈ ℝ)
8317fvmpt2 7008 . . . . . . . 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 4492 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
8684, 85eqtrd 2795 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐾‘𝑠) = (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))))
8767, 86oveq12d 7440 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) = ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠) · (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
8855recnd 11342 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℂ)
8950recnd 11342 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℂ)
9074, 75mulcld 11334 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℂ)
9188, 89, 90, 61, 80dmdcan2d 12128 . . . . 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 2799 . . . 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 11314 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 1 ∈ ℝ)
9695rehalfcld 12598 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (1 / 2) ∈ ℝ)
9794, 96readdcld 11343 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑛 + (1 / 2)) ∈ ℝ)
9849adantl 487 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
9997, 98remulcld 11344 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠) ∈ ℝ)
10099resincld 16318 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℝ)
10123fvmpt2 7008 . . . 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 7440 . 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 11342 . . . 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 12121 . . 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 12564 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 / 2) ∈ ℝ
111110a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (1 / 2) ∈ ℝ)
112109, 111readdcld 11343 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑛 + (1 / 2)) ∈ ℝ)
11349adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
114112, 113remulcld 11344 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠) ∈ ℝ)
115114resincld 16318 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℝ)
116115recnd 11342 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) ∈ ℂ)
11769a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℝ)
118113rehalfcld 12598 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
119118resincld 16318 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
120117, 119remulcld 11344 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℝ)
121120recnd 11342 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ∈ ℂ)
122 picn 26792 . . . . . . . . . 10 π ∈ ℂ
123122a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ∈ ℂ)
124 2cnd 12426 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → 2 ∈ ℂ)
125 rehalfcl 12578 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ ℝ → (𝑠 / 2) ∈ ℝ)
126 resincl 16315 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑠 / 2) ∈ ℝ → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
12749, 125, 1263syl 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ 𝐴 → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℝ)
128127recnd 11342 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
12976a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → 2 ≠ 0)
130 eldifsni 4749 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}) → 𝑠 ≠ 0)
131130, 1eleq2s 2878 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ 𝐴 → 𝑠 ≠ 0)
13248, 131, 78syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → (sin‘(𝑠 / 2)) ≠ 0)
133124, 128, 129, 132mulne0d 11973 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ 𝐴 → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
134133adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · (sin‘(𝑠 / 2))) ≠ 0)
135 0re 11315 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
136 pipos 26794 . . . . . . . . . . 11 0 < π
137135, 136gtneii 11427 . . . . . . . . . 10 π ≠ 0
138137a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ≠ 0)
139116, 121, 123, 134, 138divdiv1d 12129 . . . . . . . 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 12426 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 2 ∈ ℂ)
141128adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (sin‘(𝑠 / 2)) ∈ ℂ)
142140, 141, 123mulassd 11337 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((2 · (sin‘(𝑠 / 2))) · π) = (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π)))
143142oveq2d 7438 . . . . . . . 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 11335 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘(𝑠 / 2)) · π) = (π · (sin‘(𝑠 / 2))))
145144oveq2d 7438 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π)) = (2 · (π · (sin‘(𝑠 / 2)))))
146140, 123, 141mulassd 11337 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))) = (2 · (π · (sin‘(𝑠 / 2)))))
147145, 146eqtr4d 2798 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (2 · ((sin‘(𝑠 / 2)) · π)) = ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))
148147oveq2d 7438 . . . . . . . 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 2799 . . . . . . 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 7438 . . . . . 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 12150 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℝ)
152151recnd 11342 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) ∈ ℂ)
153152, 123, 138divcan2d 12100 . . . . . 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 47211 . . . . . . . . 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 47248 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}) → (𝑠 mod (2 · π)) ≠ 0)
158157, 1eleq2s 2878 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 ∈ 𝐴 → (𝑠 mod (2 · π)) ≠ 0)
159158neneqd 2960 . . . . . . . . . 10 (𝑠 ∈ 𝐴 → ¬ (𝑠 mod (2 · π)) = 0)
160159adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ¬ (𝑠 mod (2 · π)) = 0)
161160iffalsed 4492 . . . . . . . 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 2796 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2)))) = ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))
163162oveq2d 7438 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π · ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / ((2 · π) · (sin‘(𝑠 / 2))))) = (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
164150, 153, 1633eqtr3d 2803 . . . . 5 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)) / (2 · (sin‘(𝑠 / 2)))) = (π · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
165164oveq2d 7438 . . . 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 47212 . . . . . . 7 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ ℝ) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
16949, 168sylan2 605 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
170169recnd 11342 . . . . 5 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℂ)
171170adantll 727 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℂ)
172104, 167, 171mul12d 11524 . . 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 2799 . 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 2799 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   ⊆ wss 3896   ∖ cdif 4044  ifcif 4481  {csn 4584   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ⟶wf 6537  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422  ℂcc 11203  ℝcr 11204  0cc0 11205  1c1 11206   + caddc 11208   · cmul 11210   < clt 11348   − cmin 11546   -cneg 11547   / cdiv 11978  ℕcn 12340  2c2 12402  [,]cicc 13484   mod cmo 14014  sincsin 16236  πcpi 16239
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 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-inf2 9647  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282  ax-pre-sup 11283  ax-addf 11284
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 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-of 7695  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-supp 8182  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-2o 8482  df-er 8722  df-map 8854  df-pm 8855  df-ixp 8931  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-fsupp 9359  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9509  df-card 10025  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-div 11979  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-q 13081  df-rp 13126  df-xneg 13246  df-xadd 13247  df-xmul 13248  df-ioo 13485  df-ioc 13486  df-ico 13487  df-icc 13488  df-fz 13645  df-fzo 13794  df-fl 13937  df-mod 14015  df-seq 14150  df-exp 14210  df-fac 14423  df-bc 14452  df-hash 14480  df-shft 15227  df-cj 15273  df-re 15274  df-im 15275  df-sqrt 15409  df-abs 15410  df-limsup 15645  df-clim 15662  df-rlim 15663  df-sum 15861  df-ef 16240  df-sin 16242  df-cos 16243  df-pi 16245  df-struct 17332  df-sets 17349  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-ress 17416  df-plusg 17448  df-mulr 17449  df-starv 17450  df-sca 17451  df-vsca 17452  df-ip 17453  df-tset 17454  df-ple 17455  df-ds 17457  df-unif 17458  df-hom 17459  df-cco 17460  df-rest 17600  df-topn 17601  df-0g 17619  df-gsum 17620  df-topgen 17621  df-pt 17622  df-prds 17625  df-xrs 17681  df-qtop 17686  df-imas 17687  df-xps 17689  df-mre 17763  df-mrc 17764  df-acs 17766  df-mgm 18823  df-sgrp 18915  df-mnd 18931  df-submnd 18986  df-mulg 19285  df-cntz 19538  df-cmn 20003  df-psmet 21677  df-xmet 21678  df-met 21679  df-bl 21680  df-mopn 21681  df-fbas 21682  df-fg 21683  df-cnfld 21686  df-top 23219  df-topon 23236  df-topsp 23258  df-bases 23271  df-cld 23344  df-ntr 23345  df-cls 23346  df-nei 23423  df-lp 23461  df-perf 23462  df-cn 23552  df-cnp 23553  df-haus 23640  df-tx 23888  df-hmeo 24081  df-fil 24172  df-fm 24264  df-flim 24265  df-flf 24266  df-xms 24646  df-ms 24647  df-tms 24648  df-cncf 25206  df-limc 26193  df-dv 26194
This theorem is used by:  fourierdlem95  47318
  Copyright terms: Public domain W3C validator