Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fourierdlem95 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fourierdlem95 47484
Description: Algebraic manipulation of integrals, used by other lemmas. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem95.f (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
fourierdlem95.xre (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
fourierdlem95.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)))})
fourierdlem95.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
fourierdlem95.v (𝜑 → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
fourierdlem95.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ran 𝑉)
fourierdlem95.fcn ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) ∈ (((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))–cn→ℂ))
fourierdlem95.r ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑅 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘𝑖)))
fourierdlem95.l ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐿 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘(𝑖 + 1))))
fourierdlem95.h 𝐻 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
fourierdlem95.k 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
fourierdlem95.u 𝑈 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
fourierdlem95.s 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
fourierdlem95.g 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
fourierdlem95.i 𝐼 = (ℝ D 𝐹)
fourierdlem95.ifn ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐼 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))):((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))⟶ℝ)
fourierdlem95.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ((𝐼 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
fourierdlem95.c (𝜑 → 𝐶 ∈ ((𝐼 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
fourierdlem95.y (𝜑 → 𝑌 ∈ ((𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
fourierdlem95.w (𝜑 → 𝑊 ∈ ((𝐹 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
fourierdlem95.admvol (𝜑 → 𝐴 ∈ dom vol)
fourierdlem95.ass (𝜑 → 𝐴 ⊆ (( -π[,]π) ∖ {0}))
fourierlemenplusacver2eqitgdirker.e 𝐸 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π))
fourierdlem95.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)))))))
fourierdlem95.o (𝜑 → 𝑂 ∈ ℝ)
fourierdlem95.ifeqo ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) = 𝑂)
fourierdlem95.itgdirker ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠 = (1 / 2))
Assertion
Ref Expression
fourierdlem95 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐸‘𝑛) + (𝑂 / 2)) = ∫𝐴((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑠   𝐵,𝑠   𝐶,𝑠   𝐷,𝑠   𝐹,𝑠   𝑖,𝐺,𝑠   𝐻,𝑠   𝐾,𝑠   𝐿,𝑠   𝑖,𝑀,𝑝,𝑚   𝑀,𝑠   𝑂,𝑠   𝑅,𝑠   𝑆,𝑠   𝑖,𝑉,𝑝   𝑉,𝑠   𝑊,𝑠   𝑖,𝑋,𝑝,𝑚   𝑋,𝑠   𝑌,𝑠   𝑖,𝑛,𝑠   𝜑,𝑖,𝑠
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐴(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐵(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐶(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐷(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝑃(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑠, 𝑝)   𝑅(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝑆(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝑈(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑠, 𝑝)   𝐸(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑠, 𝑝)   𝐹(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐺(𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐻(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐼(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑠, 𝑝)   𝐾(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝐿(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝑀(𝑛)   𝑂(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝑉(𝑚, 𝑛)   𝑊(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)   𝑋(𝑛)   𝑌(𝑖, 𝑚, 𝑛, 𝑝)

Proof of Theorem fourierdlem95
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ)
2 fourierdlem95.ass . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐴 ⊆ (( -π[,]π) ∖ {0}))
32difss2d 4078 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ( -π[,]π))
43adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐴 ⊆ ( -π[,]π))
54sselda 3913 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ( -π[,]π))
6 fourierdlem95.f . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
76adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
8 fourierdlem95.xre . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
98adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ℝ)
10 ioossre 13578 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑋(,)+∞) ⊆ ℝ
1110a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋(,)+∞) ⊆ ℝ)
126, 11fssresd 6779 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)):(𝑋(,)+∞)⟶ℝ)
13 ioosscn 13579 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋(,)+∞) ⊆ ℂ
1413a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑋(,)+∞) ⊆ ℂ)
15 eqid 2763 . . . . . . . . . . . 12 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
16 pnfxr 11402 . . . . . . . . . . . . 13 +∞ ∈ ℝ*
1716a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
188ltpnfd 13290 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋 < +∞)
1915, 17, 8, 18lptioo1cn 46929 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑋 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(𝑋(,)+∞)))
20 fourierdlem95.y . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑌 ∈ ((𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
2112, 14, 19, 20limcrecl 46914 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
2221adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑌 ∈ ℝ)
23 ioossre 13578 . . . . . . . . . . . . 13 (-∞(,)𝑋) ⊆ ℝ
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (-∞(,)𝑋) ⊆ ℝ)
256, 24fssresd 6779 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹 ↾ (-∞(,)𝑋)):(-∞(,)𝑋)⟶ℝ)
26 ioosscn 13579 . . . . . . . . . . . 12 (-∞(,)𝑋) ⊆ ℂ
2726a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-∞(,)𝑋) ⊆ ℂ)
28 mnfxr 11405 . . . . . . . . . . . . 13 -∞ ∈ ℝ*
2928a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → -∞ ∈ ℝ*)
308mnfltd 13293 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → -∞ < 𝑋)
3115, 29, 8, 30lptioo2cn 46928 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑋 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(-∞(,)𝑋)))
32 fourierdlem95.w . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑊 ∈ ((𝐹 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
3325, 27, 31, 32limcrecl 46914 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑊 ∈ ℝ)
3433adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑊 ∈ ℝ)
35 fourierdlem95.h . . . . . . . . 9 𝐻 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 0, (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) / 𝑠)))
36 fourierdlem95.k . . . . . . . . 9 𝐾 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ if(𝑠 = 0, 1, (𝑠 / (2 · (sin‘(𝑠 / 2))))))
37 fourierdlem95.u . . . . . . . . 9 𝑈 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐻‘𝑠) · (𝐾‘𝑠)))
381nnred 12390 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℝ)
39 fourierdlem95.s . . . . . . . . 9 𝑆 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (sin‘((𝑛 + (1 / 2)) · 𝑠)))
40 fourierdlem95.g . . . . . . . . 9 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝑈‘𝑠) · (𝑆‘𝑠)))
417, 9, 22, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40fourierdlem67 47456 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐺:( -π[,]π)⟶ℝ)
4241ffvelcdmda 7116 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,]π)) → (𝐺‘𝑠) ∈ ℝ)
435, 42syldan 603 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) ∈ ℝ)
44 fourierdlem95.admvol . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ dom vol)
4544adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ dom vol)
4641feqmptd 6984 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐺 = (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (𝐺‘𝑠)))
47 fourierdlem95.p . . . . . . . . 9 𝑃 = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = ( -π + 𝑋) ∧ (𝑝‘𝑚) = (π + 𝑋)) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
48 fourierdlem95.x . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑋 ∈ ran 𝑉)
4948adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑋 ∈ ran 𝑉)
5020adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑌 ∈ ((𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
5132adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑊 ∈ ((𝐹 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
52 fourierdlem95.m . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
5352adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
54 fourierdlem95.v . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
5554adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑉 ∈ (𝑃‘𝑀))
56 fourierdlem95.fcn . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) ∈ (((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))–cn→ℂ))
5756adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) ∈ (((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))–cn→ℂ))
58 fourierdlem95.r . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑅 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘𝑖)))
5958adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝑅 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘𝑖)))
60 fourierdlem95.l . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐿 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘(𝑖 + 1))))
6160adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → 𝐿 ∈ ((𝐹 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))) limℂ (𝑉‘(𝑖 + 1))))
62 fveq2 6916 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑖 → (𝑉‘𝑗) = (𝑉‘𝑖))
6362oveq1d 7466 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑖 → ((𝑉‘𝑗) − 𝑋) = ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
6463cbvmptv 5215 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑗) − 𝑋)) = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
65 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = -π ∧ (𝑝‘𝑚) = π) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))}) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑝 ∈ (ℝ ↑m (0...𝑚)) ∣ (((𝑝‘0) = -π ∧ (𝑝‘𝑚) = π) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^𝑚)(𝑝‘𝑖) < (𝑝‘(𝑖 + 1)))})
66 fourierdlem95.i . . . . . . . . 9 𝐼 = (ℝ D 𝐹)
67 fourierdlem95.ifn . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐼 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))):((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))⟶ℝ)
6867adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑖 ∈ (0..^𝑀)) → (𝐼 ↾ ((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))):((𝑉‘𝑖)(,)(𝑉‘(𝑖 + 1)))⟶ℝ)
69 fourierdlem95.b . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐵 ∈ ((𝐼 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
7069adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ((𝐼 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
71 fourierdlem95.c . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐶 ∈ ((𝐼 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
7271adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ((𝐼 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
7347, 7, 49, 50, 51, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 53, 55, 57, 59, 61, 64, 65, 66, 68, 70, 72fourierdlem88 47477 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐺 ∈ 𝐿1)
7446, 73eqeltrrd 2865 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ (𝐺‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
754, 45, 42, 74iblss 26180 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (𝐺‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
7643, 75itgrecl 26173 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 ∈ ℝ)
77 pire 26840 . . . . . 6 π ∈ ℝ
7877a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → π ∈ ℝ)
79 pipos 26844 . . . . . . 7 0 < π
8077, 79gt0ne0ii 11892 . . . . . 6 π ≠ 0
8180a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → π ≠ 0)
8276, 78, 81redivcld 12185 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) ∈ ℝ)
83 fourierlemenplusacver2eqitgdirker.e . . . . 5 𝐸 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π))
8483fvmpt2 7036 . . . 4 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) ∈ ℝ) → (𝐸‘𝑛) = (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π))
851, 82, 84syl2anc 596 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐸‘𝑛) = (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π))
86 fourierdlem95.o . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑂 ∈ ℝ)
8786recnd 11376 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑂 ∈ ℂ)
88 2cnd 12461 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
89 2ne0 12489 . . . . . . 7 2 ≠ 0
9089a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ≠ 0)
9187, 88, 90divrecd 12136 . . . . 5 (𝜑 → (𝑂 / 2) = (𝑂 · (1 / 2)))
9291adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 / 2) = (𝑂 · (1 / 2)))
93 fourierdlem95.itgdirker . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠 = (1 / 2))
9493eqcomd 2769 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 2) = ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠)
9594oveq2d 7467 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 · (1 / 2)) = (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠))
9692, 95eqtrd 2798 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 / 2) = (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠))
9785, 96oveq12d 7469 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐸‘𝑛) + (𝑂 / 2)) = ((∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) + (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠)))
982sselda 3913 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}))
9998adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0}))
100 fourierdlem95.d . . . . . . . 8 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)))))))
101 eqid 2763 . . . . . . . 8 (( -π[,]π) ∖ {0}) = (( -π[,]π) ∖ {0})
1026, 8, 21, 33, 100, 35, 36, 37, 39, 40, 101fourierdlem66 47455 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ (( -π[,]π) ∖ {0})) → (𝐺‘𝑠) = (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
10399, 102syldan 603 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) = (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
104103itgeq2dv 26157 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 = ∫𝐴(π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠)
105104oveq1d 7466 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) = (∫𝐴(π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠 / π))
10678recnd 11376 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → π ∈ ℂ)
1076adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
1088adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑋 ∈ ℝ)
109 difss 4075 . . . . . . . . . . . . . 14 (( -π[,]π) ∖ {0}) ⊆ ( -π[,]π)
11077renegcli 11658 . . . . . . . . . . . . . . 15 -π ∈ ℝ
111 iccssre 13600 . . . . . . . . . . . . . . 15 (( -π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → ( -π[,]π) ⊆ ℝ)
112110, 77, 111mp2an 705 . . . . . . . . . . . . . 14 ( -π[,]π) ⊆ ℝ
113109, 112sstri 3922 . . . . . . . . . . . . 13 (( -π[,]π) ∖ {0}) ⊆ ℝ
114113, 98sselid 3911 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
115108, 114readdcld 11377 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ ℝ)
116107, 115ffvelcdmd 7117 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℝ)
11721, 33ifcld 4532 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
118117adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
119116, 118resubcld 11783 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℝ)
120119adantlr 728 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) ∈ ℝ)
1211adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑛 ∈ ℕ)
122114adantlr 728 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
123100dirkerre 47378 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ ℝ) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
124121, 122, 123syl2anc 596 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
125120, 124remulcld 11378 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℝ)
126103eqcomd 2769 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = (𝐺‘𝑠))
127126oveq1d 7466 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) / π) = ((𝐺‘𝑠) / π))
128 picn 26842 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℂ
129128a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ∈ ℂ)
130125recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℂ)
13180a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ≠ 0)
132129, 130, 129, 131div23d 12170 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) / π) = ((π / π) · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
13343recnd 11376 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) ∈ ℂ)
134133, 129, 131divrec2d 12137 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑠) / π) = ((1 / π) · (𝐺‘𝑠)))
135127, 132, 1343eqtr3rd 2807 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((1 / π) · (𝐺‘𝑠)) = ((π / π) · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
136128, 80dividi 12090 . . . . . . . . . . . 12 (π / π) = 1
137136a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π / π) = 1)
138137oveq1d 7466 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((π / π) · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = (1 · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
139130mullidd 11366 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (1 · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
140135, 138, 1393eqtrrd 2803 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = ((1 / π) · (𝐺‘𝑠)))
141140mpteq2dva 5204 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / π) · (𝐺‘𝑠))))
142106, 81reccld 12126 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / π) ∈ ℂ)
143142, 43, 75iblmulc2 26206 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / π) · (𝐺‘𝑠))) ∈ 𝐿1)
144141, 143eqeltrd 2864 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) ∈ 𝐿1)
145106, 125, 144itgmulc2 26209 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (π · ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠) = ∫𝐴(π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠)
146145eqcomd 2769 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠 = (π · ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠))
147146oveq1d 7466 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐴(π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠 / π) = ((π · ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠) / π))
148125, 144itgcl 26159 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠 ∈ ℂ)
149148, 106, 81divcan3d 12138 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((π · ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠) / π) = ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
150105, 147, 1493eqtrd 2802 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) = ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
15187adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑂 ∈ ℂ)
152112sseli 3909 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ ( -π[,]π) → 𝑠 ∈ ℝ)
153152, 123sylan2 605 . . . . . 6 ((𝑛 ∈ ℕ ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,]π)) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
154153adantll 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ ( -π[,]π)) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℝ)
155110a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → -π ∈ ℝ)
156 ax-resscn 11296 . . . . . . . . . 10 ℝ ⊆ ℂ
157156a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → ℝ ⊆ ℂ)
158 ssid 3935 . . . . . . . . 9 ℂ ⊆ ℂ
159 cncfss 25275 . . . . . . . . 9 ((ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (( -π[,]π)–cn→ℝ) ⊆ (( -π[,]π)–cn→ℂ))
160157, 158, 159sylancl 598 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → (( -π[,]π)–cn→ℝ) ⊆ (( -π[,]π)–cn→ℂ))
161 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))
162100dirkerf 47380 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷‘𝑛):ℝ⟶ℝ)
163162feqmptd 6984 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷‘𝑛) = (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
164100dirkercncf 47390 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷‘𝑛) ∈ (ℝ–cn→ℝ))
165163, 164eqeltrrd 2865 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ (ℝ–cn→ℝ))
166112a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → ( -π[,]π) ⊆ ℝ)
167 ssid 3935 . . . . . . . . . 10 ℝ ⊆ ℝ
168167a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → ℝ ⊆ ℝ)
169161, 165, 166, 168, 153cncfmptssg 47154 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ (( -π[,]π)–cn→ℝ))
170160, 169sseldd 3914 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ (( -π[,]π)–cn→ℂ))
171170adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ (( -π[,]π)–cn→ℂ))
172 cniccibl 26216 . . . . . 6 (( -π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ (( -π[,]π)–cn→ℂ)) → (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
173155, 78, 171, 172syl3anc 1399 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ ( -π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
1744, 45, 154, 173iblss 26180 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
175151, 124, 174itgmulc2 26209 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠) = ∫𝐴(𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
176150, 175oveq12d 7469 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) + (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠)) = (∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠 + ∫𝐴(𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠))
17786ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑂 ∈ ℝ)
178177, 124remulcld 11378 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℝ)
179151, 124, 174iblmulc2 26206 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) ∈ 𝐿1)
180125, 144, 178, 179itgadd 26200 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) + (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠 = (∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠 + ∫𝐴(𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠))
181 fourierdlem95.ifeqo . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) = 𝑂)
182181eqcomd 2769 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑂 = if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊))
183182adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑂 = if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊))
184183oveq1d 7466 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
185184oveq2d 7467 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) + (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) + (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
186116recnd 11376 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℂ)
187186adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℂ)
188118recnd 11376 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℂ)
189188adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℂ)
190124recnd 11376 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℂ)
191187, 189, 190subdird 11812 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) − (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
192191oveq1d 7466 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) + (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) − (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) + (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))))
193187, 190mulcld 11368 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℂ)
194189, 190mulcld 11368 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℂ)
195193, 194npcand 11712 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) − (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) + (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
196185, 192, 1953eqtrd 2802 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) + (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
197196itgeq2dv 26157 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴((((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) + (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠 = ∫𝐴((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
198180, 197eqtr3d 2800 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠 + ∫𝐴(𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠) = ∫𝐴((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
19997, 176, 1983eqtrd 2802 1 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐸‘𝑛) + (𝑂 / 2)) = ∫𝐴((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  {crab 3416   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048  ifcif 4485  {csn 4588   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  dom cdm 5658  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  -∞cmnf 11380  ℝ*cxr 11381   < clt 11382   − cmin 11580   -cneg 11581   / cdiv 12013  ℕcn 12375  2c2 12437  (,)cioo 13516  [,]cicc 13519  ...cfz 13679  ..^cfzo 13828   mod cmo 14049  sincsin 16273  πcpi 16276  TopOpenctopn 17642  ℂfldccnfld 21729  –cn→ccncf 25252  volcvol 25839  𝐿1cibl 25993  ∫citg 25994   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-cc 10552  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-symdif 4201  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-disj 5076  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-ofr 7726  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-oadd 8518  df-omul 8519  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-dju 10019  df-card 10057  df-acn 10060  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-ovol 25840  df-vol 25841  df-mbf 25995  df-itg1 25996  df-itg2 25997  df-ibl 25998  df-itg 25999  df-0p 26046  df-limc 26241  df-dv 26242
This theorem is used by:  fourierdlem103  47492  fourierdlem104  47493
  Copyright terms: Public domain W3C validator