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 47180
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 4086 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ⊆ (-π[,]π))
43adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐴 ⊆ (-π[,]π))
54sselda 3931 . . . . . . 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 13531 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑋(,)+∞) ⊆ ℝ
1110a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋(,)+∞) ⊆ ℝ)
126, 11fssresd 6747 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)):(𝑋(,)+∞)⟶ℝ)
13 ioosscn 13532 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋(,)+∞) ⊆ ℂ
1413a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑋(,)+∞) ⊆ ℂ)
15 eqid 2761 . . . . . . . . . . . 12 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
16 pnfxr 11356 . . . . . . . . . . . . 13 +∞ ∈ ℝ*
1716a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → +∞ ∈ ℝ*)
188ltpnfd 13243 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑋 < +∞)
1915, 17, 8, 18lptioo1cn 46625 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑋 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(𝑋(,)+∞)))
20 fourierdlem95.y . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑌 ∈ ((𝐹 ↾ (𝑋(,)+∞)) limℂ 𝑋))
2112, 14, 19, 20limcrecl 46610 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
2221adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑌 ∈ ℝ)
23 ioossre 13531 . . . . . . . . . . . . 13 (-∞(,)𝑋) ⊆ ℝ
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (-∞(,)𝑋) ⊆ ℝ)
256, 24fssresd 6747 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹 ↾ (-∞(,)𝑋)):(-∞(,)𝑋)⟶ℝ)
26 ioosscn 13532 . . . . . . . . . . . 12 (-∞(,)𝑋) ⊆ ℂ
2726a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (-∞(,)𝑋) ⊆ ℂ)
28 mnfxr 11359 . . . . . . . . . . . . 13 -∞ ∈ ℝ*
2928a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → -∞ ∈ ℝ*)
308mnfltd 13246 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → -∞ < 𝑋)
3115, 29, 8, 30lptioo2cn 46624 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑋 ∈ ((limPt‘(TopOpen‘ℂfld))‘(-∞(,)𝑋)))
32 fourierdlem95.w . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑊 ∈ ((𝐹 ↾ (-∞(,)𝑋)) limℂ 𝑋))
3325, 27, 31, 32limcrecl 46610 . . . . . . . . . 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 12343 . . . . . . . . 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 47152 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐺:(-π[,]π)⟶ℝ)
4241ffvelcdmda 7082 . . . . . . 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 6951 . . . . . . . 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 6883 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑖 → (𝑉‘𝑗) = (𝑉‘𝑖))
6362oveq1d 7433 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑖 → ((𝑉‘𝑗) − 𝑋) = ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
6463cbvmptv 5209 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑗) − 𝑋)) = (𝑖 ∈ (0...𝑀) ↦ ((𝑉‘𝑖) − 𝑋))
65 eqid 2761 . . . . . . . . 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 47173 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐺 ∈ 𝐿1)
7446, 73eqeltrrd 2862 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ (-π[,]π) ↦ (𝐺‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
754, 45, 42, 74iblss 26118 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (𝐺‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
7643, 75itgrecl 26111 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 ∈ ℝ)
77 pire 26776 . . . . . 6 π ∈ ℝ
7877a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → π ∈ ℝ)
79 pipos 26780 . . . . . . 7 0 < π
8077, 79gt0ne0ii 11845 . . . . . 6 π ≠ 0
8180a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → π ≠ 0)
8276, 78, 81redivcld 12138 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) ∈ ℝ)
83 fourierlemenplusacver2eqitgdirker.e . . . . 5 𝐸 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π))
8483fvmpt2 7003 . . . 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 11330 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑂 ∈ ℂ)
88 2cnd 12414 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
89 2ne0 12442 . . . . . . 7 2 ≠ 0
9089a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ≠ 0)
9187, 88, 90divrecd 12089 . . . . 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 2767 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 2) = ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠)
9594oveq2d 7434 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 · (1 / 2)) = (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠))
9692, 95eqtrd 2796 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 / 2) = (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠))
9785, 96oveq12d 7436 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐸‘𝑛) + (𝑂 / 2)) = ((∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 / π) + (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠)))
982sselda 3931 . . . . . . . 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 2761 . . . . . . . 8 ((-π[,]π) ∖ {0}) = ((-π[,]π) ∖ {0})
1026, 8, 21, 33, 100, 35, 36, 37, 39, 40, 101fourierdlem66 47151 . . . . . . 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 26095 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(𝐺‘𝑠) d𝑠 = ∫𝐴(π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) d𝑠)
105104oveq1d 7433 . . . 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 11330 . . . . . . 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 4083 . . . . . . . . . . . . . 14 ((-π[,]π) ∖ {0}) ⊆ (-π[,]π)
11077renegcli 11612 . . . . . . . . . . . . . . 15 -π ∈ ℝ
111 iccssre 13553 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((-π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → (-π[,]π) ⊆ ℝ)
112110, 77, 111mp2an 705 . . . . . . . . . . . . . 14 (-π[,]π) ⊆ ℝ
113109, 112sstri 3940 . . . . . . . . . . . . 13 ((-π[,]π) ∖ {0}) ⊆ ℝ
114113, 98sselid 3929 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → 𝑠 ∈ ℝ)
115108, 114readdcld 11331 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑋 + 𝑠) ∈ ℝ)
116107, 115ffvelcdmd 7083 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℝ)
11721, 33ifcld 4529 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
118117adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
119116, 118resubcld 11737 . . . . . . . . 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 47074 . . . . . . . . 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 11332 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℝ)
126103eqcomd 2767 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) = (𝐺‘𝑠))
127126oveq1d 7433 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((π · (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) / π) = ((𝐺‘𝑠) / π))
128 picn 26778 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℂ
129128a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → π ∈ ℂ)
130125recnd 11330 . . . . . . . . . . . 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 12123 . . . . . . . . . . 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 11330 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑠) ∈ ℂ)
134133, 129, 131divrec2d 12090 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑠) / π) = ((1 / π) · (𝐺‘𝑠)))
135127, 132, 1343eqtr3rd 2805 . . . . . . . . . 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 12043 . . . . . . . . . . . 12 (π / π) = 1
137136a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (π / π) = 1)
138137oveq1d 7433 . . . . . . . . . 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 11320 . . . . . . . . . 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 2801 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = ((1 / π) · (𝐺‘𝑠)))
141140mpteq2dva 5198 . . . . . . . 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 12079 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (1 / π) ∈ ℂ)
143142, 43, 75iblmulc2 26144 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ ((1 / π) · (𝐺‘𝑠))) ∈ 𝐿1)
144141, 143eqeltrd 2861 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) ∈ 𝐿1)
145106, 125, 144itgmulc2 26147 . . . . . 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 2767 . . . . 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 7433 . . . 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 26097 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ∫𝐴(((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) − if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠 ∈ ℂ)
149148, 106, 81divcan3d 12091 . . . 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 2800 . . 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 3927 . . . . . . 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 11250 . . . . . . . . . 10 ℝ ⊆ ℂ
157156a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → ℝ ⊆ ℂ)
158 ssid 3953 . . . . . . . . 9 ℂ ⊆ ℂ
159 cncfss 25213 . . . . . . . . 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 2761 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))
162100dirkerf 47076 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷‘𝑛):ℝ⟶ℝ)
163162feqmptd 6951 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷‘𝑛) = (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
164100dirkercncf 47086 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ → (𝐷‘𝑛) ∈ (ℝ–cn→ℝ))
165163, 164eqeltrrd 2862 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑠 ∈ ℝ ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ (ℝ–cn→ℝ))
166112a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → (-π[,]π) ⊆ ℝ)
167 ssid 3953 . . . . . . . . . 10 ℝ ⊆ ℝ
168167a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → ℝ ⊆ ℝ)
169161, 165, 166, 168, 153cncfmptssg 46850 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → (𝑠 ∈ (-π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ((-π[,]π)–cn→ℝ))
170160, 169sseldd 3932 . . . . . . 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 26154 . . . . . 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 1398 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ (-π[,]π) ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
1744, 45, 154, 173iblss 26118 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ 𝐿1)
175151, 124, 174itgmulc2 26147 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑂 · ∫𝐴((𝐷‘𝑛)‘𝑠) d𝑠) = ∫𝐴(𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) d𝑠)
176150, 175oveq12d 7436 . 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 11332 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℝ)
179151, 124, 174iblmulc2 26144 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑠 ∈ 𝐴 ↦ (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠))) ∈ 𝐿1)
180125, 144, 178, 179itgadd 26138 . . 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 2767 . . . . . . . 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 7433 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝑂 · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) = (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)))
185184oveq2d 7434 . . . . 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 11330 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℂ)
187186adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) ∈ ℂ)
188118recnd 11330 . . . . . . . 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 11330 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐷‘𝑛)‘𝑠) ∈ ℂ)
191187, 189, 190subdird 11766 . . . . . 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 7433 . . . . 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 11322 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘(𝑋 + 𝑠)) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℂ)
194189, 190mulcld 11322 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑠 ∈ 𝐴) → (if(0 < 𝑠, 𝑌, 𝑊) · ((𝐷‘𝑛)‘𝑠)) ∈ ℂ)
195193, 194npcand 11666 . . . . 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 2800 . . . 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 26095 . . 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 2798 . 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 2800 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 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  {crab 3413   ∖ cdif 3896   ⊆ wss 3899  ifcif 4482  {csn 4584   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651  ran crn 5652   ↾ cres 5653  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418   ↑m cmap 8840  ℂcc 11191  ℝcr 11192  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198  +∞cpnf 11333  -∞cmnf 11334  ℝ*cxr 11335   < clt 11336   − cmin 11534  -cneg 11535   / cdiv 11966  ℕcn 12328  2c2 12390  (,)cioo 13469  [,]cicc 13472  ...cfz 13632  ..^cfzo 13781   mod cmo 14002  sincsin 16222  πcpi 16225  TopOpenctopn 17585  ℂfldccnfld 21671  –cn→ccncf 25190  volcvol 25777  𝐿1cibl 25931  ∫citg 25932   limℂ climc 26175   D cdv 26176
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-inf2 9635  ax-cc 10506  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271  ax-addf 11272
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-symdif 4199  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-disj 5071  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-of 7691  df-ofr 7692  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-oadd 8473  df-omul 8474  df-er 8710  df-map 8842  df-pm 8843  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-fi 9396  df-sup 9427  df-inf 9428  df-oi 9497  df-dju 9975  df-card 10013  df-acn 10016  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-uz 12959  df-q 13069  df-rp 13114  df-xneg 13234  df-xadd 13235  df-xmul 13236  df-ioo 13473  df-ioc 13474  df-ico 13475  df-icc 13476  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-fl 13925  df-mod 14003  df-seq 14138  df-exp 14198  df-fac 14411  df-bc 14440  df-hash 14468  df-shft 15213  df-cj 15259  df-re 15260  df-im 15261  df-sqrt 15395  df-abs 15396  df-limsup 15631  df-clim 15648  df-rlim 15649  df-sum 15847  df-ef 16226  df-sin 16228  df-cos 16229  df-pi 16231  df-struct 17318  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-mulr 17435  df-starv 17436  df-sca 17437  df-vsca 17438  df-ip 17439  df-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-unif 17444  df-hom 17445  df-cco 17446  df-rest 17586  df-topn 17587  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-topgen 17607  df-pt 17608  df-prds 17611  df-xrs 17667  df-qtop 17672  df-imas 17673  df-xps 17675  df-mre 17749  df-mrc 17750  df-acs 17752  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-submnd 18972  df-mulg 19271  df-cntz 19524  df-cmn 19989  df-psmet 21663  df-xmet 21664  df-met 21665  df-bl 21666  df-mopn 21667  df-fbas 21668  df-fg 21669  df-cnfld 21672  df-top 23205  df-topon 23222  df-topsp 23244  df-bases 23257  df-cld 23330  df-ntr 23331  df-cls 23332  df-nei 23409  df-lp 23447  df-perf 23448  df-cn 23538  df-cnp 23539  df-t1 23625  df-haus 23626  df-cmp 23698  df-tx 23874  df-hmeo 24067  df-fil 24158  df-fm 24250  df-flim 24251  df-flf 24252  df-xms 24632  df-ms 24633  df-tms 24634  df-cncf 25192  df-ovol 25778  df-vol 25779  df-mbf 25933  df-itg1 25934  df-itg2 25935  df-ibl 25936  df-itg 25937  df-0p 25984  df-limc 26179  df-dv 26180
This theorem is used by:  fourierdlem103  47188  fourierdlem104  47189
  Copyright terms: Public domain W3C validator