Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem85 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem85 47474
Description: Limit of the function 𝐺 at the lower bounds of the partition intervals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem85.p 𝑃 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = ( -π + 𝑋) ∧ (𝑝‘𝑚) = (π + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
fourierdlem85.f (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
fourierdlem85.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ran 𝑉)
fourierdlem85.y (𝜑 → 𝑌 ∈ ((𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
fourierdlem85.w (𝜑 → 𝑊 ∈ ℝ)
fourierdlem85.h 𝐻 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
fourierdlem85.k 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
fourierdlem85.u 𝑈 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
fourierdlem85.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
fourierdlem85.s 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑠)))
fourierdlem85.g 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
fourierdlem85.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
fourierdlem85.v (𝜑 → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
fourierdlem85.r ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑅 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘𝑖)))
fourierdlem85.q 𝑄 = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
fourierdlem85.o 𝑂 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = -π ∧ (𝑝‘𝑚) = π) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
fourierdlem85.i 𝐼 = (ℝ D 𝐹)
fourierdlem85.ifn ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐼 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))):((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))⟶ℂ)
fourierdlem85.e (𝜑 → 𝐸 ∈ ((𝐼 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
fourierdlem85.a 𝐴 = ((if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) · (𝐾‘(𝑄‘𝑖))) · (𝑆‘(𝑄‘𝑖)))
Assertion
Ref Expression
fourierdlem85 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐴 ∈ ((𝐺 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
Distinct variable groups:   𝐸,𝑠   𝐹,𝑠   𝐻,𝑠   𝐾,𝑠   𝑖,𝑀,𝑚,𝑝   𝑀,𝑠,𝑖   𝑁,𝑠   𝑄,𝑖,𝑝   𝑄,𝑠   𝑅,𝑠   𝑆,𝑠   𝑖,𝑉,𝑝   𝑉,𝑠   𝑊,𝑠   𝑖,𝑋,𝑚,𝑝   𝑋,𝑠   𝑌,𝑠   𝜑,𝑖,𝑠
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚, 𝑝)   𝐴(𝑖, 𝑚, 𝑠, 𝑝)   𝑃(𝑖, 𝑚, 𝑠, 𝑝)   𝑄(𝑚)   𝑅(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑆(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑈(𝑖, 𝑚, 𝑠, 𝑝)   𝐸(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝐹(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝐺(𝑖, 𝑚, 𝑠, 𝑝)   𝐻(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝐼(𝑖, 𝑚, 𝑠, 𝑝)   𝐾(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑁(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑂(𝑖, 𝑚, 𝑠, 𝑝)   𝑉(𝑚)   𝑊(𝑖, 𝑚, 𝑝)   𝑌(𝑖, 𝑚, 𝑝)

Proof of Theorem fourierdlem85
StepHypRef Expression
1 fourierdlem85.a . . 3 𝐴 = ((if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) · (𝐾‘(𝑄‘𝑖))) · (𝑆‘(𝑄‘𝑖)))
2 eqid 2763 . . . 4 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑈‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑈‘𝑠))
3 eqid 2763 . . . 4 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑆‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑆‘𝑠))
4 eqid 2763 . . . 4 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
5 pire 26840 . . . . . . . . . . 11 π ∈ ℝ
65renegcli 11658 . . . . . . . . . 10 -π ∈ ℝ
76rexri 11406 . . . . . . . . 9 -π ∈ ℝ*
87a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → -π ∈ ℝ*)
95rexri 11406 . . . . . . . . 9 π ∈ ℝ*
109a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → π ∈ ℝ*)
11 fourierdlem85.o . . . . . . . . . . 11 𝑂 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = -π ∧ (𝑝‘𝑚) = π) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
12 fourierdlem85.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
135a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → π ∈ ℝ)
1413renegcld 11782 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → -π ∈ ℝ)
15 fourierdlem85.v . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
16 fourierdlem85.p . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑃 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = ( -π + 𝑋) ∧ (𝑝‘𝑚) = (π + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
1716fourierdlem2 47392 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑀 ∈ ℕ → (𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑉‘0) = ( -π + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (π + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1))))))
1812, 17syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀) ↔ (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑉‘0) = ( -π + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (π + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1))))))
1915, 18mpbid 235 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) ∧ (((𝑉‘0) = ( -π + 𝑋) ∧ (𝑉‘𝑀) = (π + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑀)(𝑉‘𝑖) < (𝑉‘(𝑖 + 1)))))
2019simpld 500 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)))
21 elmapi 8907 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑉 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑀)) → 𝑉:(0...𝑀)⟶ℝ)
22 frn 6747 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑉:(0...𝑀)⟶ℝ → ran 𝑉 ⊆ ℝ)
2320, 21, 223syl 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ran 𝑉 ⊆ ℝ)
24 fourierdlem85.x . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑋 ∈ ran 𝑉)
2523, 24sseldd 3914 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
26 fourierdlem85.q . . . . . . . . . . . 12 𝑄 = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
2714, 13, 25, 16, 11, 12, 15, 26fourierdlem14 47404 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑄 ∈ (𝑂‘𝑀))
2811, 12, 27fourierdlem15 47405 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑄:(0...𝑀)⟶( -π[,]π))
2928adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑄:(0...𝑀)⟶( -π[,]π))
3029adantr 486 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑄:(0...𝑀)⟶( -π[,]π))
31 simplr 781 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑖 ∈ (0..^𝑀))
328, 10, 30, 31fourierdlem8 47398 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ( -π[,]π))
33 ioossicc 13604 . . . . . . . . 9 ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1)))
3433sseli 3909 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) → 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1))))
3534adantl 487 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1))))
3632, 35sseldd 3914 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
37 fourierdlem85.f . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
38 ioossre 13578 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑋(,)+∞) ⊆ ℝ
3938a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑋(,)+∞) ⊆ ℝ)
4037, 39fssresd 6779 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)):(𝑋(,)+∞)⟶ℝ)
41 ax-resscn 11296 . . . . . . . . . . . . 13 ℝ ⊆ ℂ
4239, 41sstrdi 3925 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋(,)+∞) ⊆ ℂ)
43 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
44 pnfxr 11402 . . . . . . . . . . . . . 14 +∞ ∈ ℝ*
4544a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
4625ltpnfd 13290 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑋 < +∞)
4743, 45, 25, 46lptioo1cn 46929 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(𝑋(,)+∞)))
48 fourierdlem85.y . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑌 ∈ ((𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
4940, 42, 47, 48limcrecl 46914 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
50 fourierdlem85.w . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑊 ∈ ℝ)
51 fourierdlem85.h . . . . . . . . . . 11 𝐻 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
5237, 25, 49, 50, 51fourierdlem9 47399 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℝ)
5341a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℝ ⊆ ℂ)
5452, 53fssd 6757 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℂ)
5554ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℂ)
5655, 36ffvelcdmd 7117 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝐻‘𝑠) ∈ ℂ)
57 fourierdlem85.k . . . . . . . . . . 11 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
5857fourierdlem43 47433 . . . . . . . . . 10 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ
5958a1i 11 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝐾:( -π[,]π)⟶ℝ)
6059, 36ffvelcdmd 7117 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝐾‘𝑠) ∈ ℝ)
6160recnd 11376 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝐾‘𝑠) ∈ ℂ)
6256, 61mulcld 11368 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) ∈ ℂ)
63 fourierdlem85.u . . . . . . 7 𝑈 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
6463fvmpt2 7036 . . . . . 6 ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ∧ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)) ∈ ℂ) → (𝑈‘𝑠) = ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
6536, 62, 64syl2anc 596 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝑈‘𝑠) = ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
6665, 62eqeltrd 2864 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝑈‘𝑠) ∈ ℂ)
67 fourierdlem85.n . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
68 fourierdlem85.s . . . . . . . . . 10 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑁 + (1 / 2)) · 𝑠)))
6967, 68fourierdlem18 47408 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑆 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℝ))
70 cncff 25269 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℝ) → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
7169, 70syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
7271adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
7372adantr 486 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → 𝑆:( -π[,]π)⟶ℝ)
7473, 36ffvelcdmd 7117 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝑆‘𝑠) ∈ ℝ)
7574recnd 11376 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) ∧ 𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) → (𝑆‘𝑠) ∈ ℂ)
76 eqid 2763 . . . . . 6 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐻‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐻‘𝑠))
77 eqid 2763 . . . . . 6 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐾‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐾‘𝑠))
78 eqid 2763 . . . . . 6 (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠))) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
79 fourierdlem85.r . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑅 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘𝑖)))
80 fourierdlem85.i . . . . . . . 8 𝐼 = (ℝ D 𝐹)
81 fourierdlem85.ifn . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐼 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))):((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))⟶ℂ)
82 fourierdlem85.e . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐸 ∈ ((𝐼 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
83 eqid 2763 . . . . . . . 8 if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) = if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖)))
8425, 16, 37, 24, 48, 50, 51, 12, 15, 79, 26, 11, 80, 81, 82, 83fourierdlem75 47464 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) ∈ ((𝐻 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
8552adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐻:( -π[,]π)⟶ℝ)
867a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → -π ∈ ℝ*)
879a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → π ∈ ℝ*)
88 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑖 ∈ (0..^𝑀))
8986, 87, 29, 88fourierdlem8 47398 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑄‘𝑖)[,](𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ( -π[,]π))
9033, 89sstrid 3924 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ⊆ ( -π[,]π))
9185, 90feqresmpt 6985 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐻 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐻‘𝑠)))
9291oveq1d 7466 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝐻 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)) = ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐻‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
9384, 92eleqtrd 2866 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐻‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
94 limcresi 26260 . . . . . . . 8 (𝐾 limℂ (𝑄‘𝑖)) ⊆ ((𝐾 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖))
95 ssid 3935 . . . . . . . . . . . 12 ℂ ⊆ ℂ
96 cncfss 25275 . . . . . . . . . . . 12 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (( -π[,]π)–cn→ℝ) ⊆ (( -π[,]π)–cn→ℂ))
9741, 95, 96mp2an 705 . . . . . . . . . . 11 (( -π[,]π)–cn→ℝ) ⊆ (( -π[,]π)–cn→ℂ)
9857fourierdlem62 47451 . . . . . . . . . . 11 𝐾 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℝ)
9997, 98sselii 3910 . . . . . . . . . 10 𝐾 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℂ)
10099a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐾 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℂ))
101 elfzofz 13850 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 ∈ (0..^𝑀) → 𝑖 ∈ (0...𝑀))
102101adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑖 ∈ (0...𝑀))
10329, 102ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑄‘𝑖) ∈ ( -π[,]π))
104100, 103cnlimci 26264 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐾‘(𝑄‘𝑖)) ∈ (𝐾 limℂ (𝑄‘𝑖)))
10594, 104sselid 3911 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐾‘(𝑄‘𝑖)) ∈ ((𝐾 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
106 cncff 25269 . . . . . . . . . 10 (𝐾 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℂ) → 𝐾:( -π[,]π)⟶ℂ)
10799, 106mp1i 14 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐾:( -π[,]π)⟶ℂ)
108107, 90feqresmpt 6985 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐾 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐾‘𝑠)))
109108oveq1d 7466 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝐾 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)) = ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐾‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
110105, 109eleqtrd 2866 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐾‘(𝑄‘𝑖)) ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝐾‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
11176, 77, 78, 56, 61, 93, 110mullimc 46901 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) · (𝐾‘(𝑄‘𝑖))) ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
11265mpteq2dva 5204 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑈‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠))))
113112oveq1d 7466 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑈‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)) = ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
114111, 113eleqtrrd 2867 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) · (𝐾‘(𝑄‘𝑖))) ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑈‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
115 limcresi 26260 . . . . . 6 (𝑆 limℂ (𝑄‘𝑖)) ⊆ ((𝑆 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖))
11669adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑆 ∈ (( -π[,]π)–cn→ℝ))
117116, 103cnlimci 26264 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑆‘(𝑄‘𝑖)) ∈ (𝑆 limℂ (𝑄‘𝑖)))
118115, 117sselid 3911 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑆‘(𝑄‘𝑖)) ∈ ((𝑆 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
11972, 90feqresmpt 6985 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑆 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑆‘𝑠)))
120119oveq1d 7466 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑆 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)) = ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑆‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
121118, 120eleqtrd 2866 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑆‘(𝑄‘𝑖)) ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ (𝑆‘𝑠)) limℂ (𝑄‘𝑖)))
1222, 3, 4, 66, 75, 114, 121mullimc 46901 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((if((𝑉‘𝑖) = 𝑋, 𝐸, ((𝑅 − if((𝑉‘𝑖) < 𝑋, 𝑊, 𝑌)) / (𝑄‘𝑖))) · (𝐾‘(𝑄‘𝑖))) · (𝑆‘(𝑄‘𝑖))) ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
1231, 122eqeltrid 2868 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐴 ∈ ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
124 fourierdlem85.g . . . . 5 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
125124reseq1i 5982 . . . 4 (𝐺 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) = ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))))
12690resmptd 6050 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) = (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))))
127125, 126eqtr2id 2811 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) = (𝐺 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))))
128127oveq1d 7466 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → ((𝑠 ∈ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1))) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠))) limℂ (𝑄‘𝑖)) = ((𝐺 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
129123, 128eleqtrd 2866 1 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐴 ∈ ((𝐺 ↾ ((𝑄‘𝑖)(,)(𝑄‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑄‘𝑖)))
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   ⊆ wss 3900  ifcif 4485   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ran crn 5659   ↾ cres 5660  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ↑m cmap 8885  ℂcc 11237  ℝcr 11238  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   · cmul 11244  +∞cpnf 11379  ℝ*cxr 11381   < clt 11382   − cmin 11580   -cneg 11581   / cdiv 12013  ℕcn 12375  2c2 12437  (,)cioo 13516  [,]cicc 13519  ...cfz 13679  ..^cfzo 13828  sincsin 16273  πcpi 16276  TopOpenctopn 17642  ℂfldccnfld 21729  –cn→ccncf 25252   limℂ climc 26237   D cdv 26238
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-t1 23687  df-haus 23688  df-cmp 23760  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: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator