Theorem sqwvfoura 42520

Description: Fourier coefficients for the square wave function. Since the square function is an odd function, there is no contribution from the 𝐴 coefficients. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
sqwvfoura.t	⊢ 𝑇 = (2 · π)
sqwvfoura.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
sqwvfoura.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)

Assertion

Ref	Expression
sqwvfoura	⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 / π) = 0)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑁   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝑇(𝑥)   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem sqwvfoura

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pire 25046	. . . . . 6 ⊢ π ∈ ℝ
2	1	renegcli 10949	. . . . 5 ⊢ -π ∈ ℝ
3	2	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → -π ∈ ℝ)
4	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → π ∈ ℝ)
5		0re 10645	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℝ
6		negpilt0 41553	. . . . . . 7 ⊢ -π < 0
7	2, 5, 6	ltleii 10765	. . . . . 6 ⊢ -π ≤ 0
8		pipos 25048	. . . . . . 7 ⊢ 0 < π
9	5, 1, 8	ltleii 10765	. . . . . 6 ⊢ 0 ≤ π
10	2, 1	elicc2i 12805	. . . . . 6 ⊢ (0 ∈ (-π[,]π) ↔ (0 ∈ ℝ ∧ -π ≤ 0 ∧ 0 ≤ π))
11	5, 7, 9, 10	mpbir3an 1337	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ (-π[,]π)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (-π[,]π))
13		1red 10644	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
14	13	renegcld 11069	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → -1 ∈ ℝ)
15	13, 14	ifcld 4514	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℝ)
16	15	adantl 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℝ)
17		sqwvfoura.f	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
18	16, 17	fmptd 6880	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
19	18	adantr 483	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
20		elioore 12771	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)π) → 𝑥 ∈ ℝ)
21	20	adantl 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → 𝑥 ∈ ℝ)
22	19, 21	ffvelrnd 6854	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ)
23		sqwvfoura.n	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
24	23	nn0red 11959	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
25	24	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → 𝑁 ∈ ℝ)
26	25, 21	remulcld 10673	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
27	26	recoscld 15499	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
28	22, 27	remulcld 10673	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ℝ)
29	28	recnd 10671	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ℂ)
30		elioore 12771	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 ∈ ℝ)
31	17	fvmpt2 6781	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
32	30, 15, 31	syl2anc2 587	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
33	1	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π ∈ ℝ)
34		sqwvfoura.t	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑇 = (2 · π)
35		2rp 12397	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 2 ∈ ℝ+
36		pirp 25049	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ π ∈ ℝ+
37		rpmulcl 12415	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 ∈ ℝ+ ∧ π ∈ ℝ+) → (2 · π) ∈ ℝ+)
38	35, 36, 37	mp2an 690	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ+
39	34, 38	eqeltri 2911	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑇 ∈ ℝ+
40	39	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑇 ∈ ℝ+)
41	30, 40	modcld 13246	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 mod 𝑇) ∈ ℝ)
42		picn 25047	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ π ∈ ℂ
43	42	2timesi 11778	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 · π) = (π + π)
44	34, 43	eqtri 2846	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑇 = (π + π)
45	44	oveq2i 7169	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (-π + 𝑇) = (-π + (π + π))
46	2	recni 10657	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ -π ∈ ℂ
47	46, 42, 42	addassi 10653	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((-π + π) + π) = (-π + (π + π))
48	42	negidi 10957	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (π + -π) = 0
49	42, 46, 48	addcomli 10834	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (-π + π) = 0
50	49	oveq1i 7168	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-π + π) + π) = (0 + π)
51	42	addid2i 10830	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (0 + π) = π
52	50, 51	eqtri 2846	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((-π + π) + π) = π
53	45, 47, 52	3eqtr2ri 2853	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ π = (-π + 𝑇)
54	2	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → -π ∈ ℝ)
55		2re 11714	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 2 ∈ ℝ
56	55, 1	remulcli 10659	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ
57	34, 56	eqeltri 2911	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑇 ∈ ℝ
58	57	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑇 ∈ ℝ)
59	2	rexri 10701	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ -π ∈ ℝ*
60	59	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → -π ∈ ℝ*)
61		0red 10646	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 ∈ ℝ)
62	61	rexrd 10693	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 ∈ ℝ*)
63		id 22	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 ∈ (-π(,)0))
64		ioogtlb 41777	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-π ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → -π < 𝑥)
65	60, 62, 63, 64	syl3anc 1367	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → -π < 𝑥)
66	54, 30, 58, 65	ltadd1dd 11253	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (-π + 𝑇) < (𝑥 + 𝑇))
67	53, 66	eqbrtrid 5103	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π < (𝑥 + 𝑇))
68	57	recni 10657	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 𝑇 ∈ ℂ
69	68	mulid2i 10648	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (1 · 𝑇) = 𝑇
70	69	eqcomi 2832	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑇 = (1 · 𝑇)
71	70	oveq2i 7169	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 + 𝑇) = (𝑥 + (1 · 𝑇))
72	71	oveq1i 7168	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 + 𝑇) mod 𝑇) = ((𝑥 + (1 · 𝑇)) mod 𝑇)
73	30, 58	readdcld 10672	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) ∈ ℝ)
74	8	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 < π)
75	61, 33, 73, 74, 67	lttrd 10803	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 < (𝑥 + 𝑇))
76	61, 73, 75	ltled 10790	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 ≤ (𝑥 + 𝑇))
77		iooltub 41793	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((-π ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → 𝑥 < 0)
78	60, 62, 63, 77	syl3anc 1367	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 < 0)
79	30, 61, 58, 78	ltadd1dd 11253	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) < (0 + 𝑇))
80	68	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑇 ∈ ℂ)
81	80	addid2d 10843	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (0 + 𝑇) = 𝑇)
82	79, 81	breqtrd 5094	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) < 𝑇)
83		modid 13267	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑥 + 𝑇) ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ+) ∧ (0 ≤ (𝑥 + 𝑇) ∧ (𝑥 + 𝑇) < 𝑇)) → ((𝑥 + 𝑇) mod 𝑇) = (𝑥 + 𝑇))
84	73, 40, 76, 82, 83	syl22anc 836	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ((𝑥 + 𝑇) mod 𝑇) = (𝑥 + 𝑇))
85		1zzd 12016	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 1 ∈ ℤ)
86		modcyc 13277	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ+ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((𝑥 + (1 · 𝑇)) mod 𝑇) = (𝑥 mod 𝑇))
87	30, 40, 85, 86	syl3anc 1367	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ((𝑥 + (1 · 𝑇)) mod 𝑇) = (𝑥 mod 𝑇))
88	72, 84, 87	3eqtr3a 2882	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) = (𝑥 mod 𝑇))
89	67, 88	breqtrd 5094	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π < (𝑥 mod 𝑇))
90	33, 41, 89	ltnsymd 10791	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ¬ (𝑥 mod 𝑇) < π)
91	90	iffalsed 4480	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) = -1)
92	32, 91	eqtrd 2858	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝐹‘𝑥) = -1)
93	92	oveq1d 7173	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) = (-1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))))
94	93	adantl 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) = (-1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))))
95	94	mpteq2dva 5163	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))) = (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ (-1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))))
96		1cnd 10638	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
97	96	negcld 10986	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
98	24	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → 𝑁 ∈ ℝ)
99	30	adantl 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
100	98, 99	remulcld 10673	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
101	100	recoscld 15499	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
102		ioossicc 12825	. . . . . . . 8 ⊢ (-π(,)0) ⊆ (-π[,]0)
103	102	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (-π(,)0) ⊆ (-π[,]0))
104		ioombl 24168	. . . . . . . 8 ⊢ (-π(,)0) ∈ dom vol
105	104	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (-π(,)0) ∈ dom vol)
106	24	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → 𝑁 ∈ ℝ)
107		iccssre 12821	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((-π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (-π[,]0) ⊆ ℝ)
108	2, 5, 107	mp2an 690	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-π[,]0) ⊆ ℝ
109	108	sseli 3965	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π[,]0) → 𝑥 ∈ ℝ)
110	109	adantl 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
111	106, 110	remulcld 10673	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
112	111	recoscld 15499	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
113		0red 10646	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
114		coscn 25035	. . . . . . . . . 10 ⊢ cos ∈ (ℂ–cn→ℂ)
115	114	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → cos ∈ (ℂ–cn→ℂ))
116		ax-resscn 10596	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
117	108, 116	sstri 3978	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (-π[,]0) ⊆ ℂ
118	117	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (-π[,]0) ⊆ ℂ)
119	24	recnd 10671	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
120		ssid 3991	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
121	120	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
122	118, 119, 121	constcncfg 42161	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ 𝑁) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
123	118, 121	idcncfg 42162	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ 𝑥) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
124	122, 123	mulcncf 24049	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (𝑁 · 𝑥)) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
125	115, 124	cncfmpt1f 23523	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
126		cniccibl 24443	. . . . . . . 8 ⊢ ((-π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿1)
127	3, 113, 125, 126	syl3anc 1367	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿1)
128	103, 105, 112, 127	iblss 24407	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿1)
129	97, 101, 128	iblmulc2 24433	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ (-1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
130	95, 129	eqeltrd 2915	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
131		elioore 12771	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 ∈ ℝ)
132	131, 15, 31	syl2anc2 587	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
133	39	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑇 ∈ ℝ+)
134		0red 10646	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 ∈ ℝ)
135	134	rexrd 10693	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 ∈ ℝ*)
136	1	rexri 10701	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ π ∈ ℝ*
137	136	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → π ∈ ℝ*)
138		id 22	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 ∈ (0(,)π))
139		ioogtlb 41777	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 0 < 𝑥)
140	135, 137, 138, 139	syl3anc 1367	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 < 𝑥)
141	134, 131, 140	ltled 10790	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 ≤ 𝑥)
142	1	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → π ∈ ℝ)
143	57	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑇 ∈ ℝ)
144		iooltub 41793	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑥 < π)
145	135, 137, 138, 144	syl3anc 1367	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 < π)
146		2timesgt 41561	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (π ∈ ℝ+ → π < (2 · π))
147	36, 146	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ π < (2 · π)
148	147, 34	breqtrri 5095	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ π < 𝑇
149	148	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → π < 𝑇)
150	131, 142, 143, 145, 149	lttrd 10803	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 < 𝑇)
151		modid 13267	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ+) ∧ (0 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝑇)) → (𝑥 mod 𝑇) = 𝑥)
152	131, 133, 141, 150, 151	syl22anc 836	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝑥 mod 𝑇) = 𝑥)
153	152, 145	eqbrtrd 5090	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝑥 mod 𝑇) < π)
154	153	iftrued 4477	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) = 1)
155	132, 154	eqtrd 2858	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝐹‘𝑥) = 1)
156	155	oveq1d 7173	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) = (1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))))
157	156	adantl 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) = (1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))))
158	157	mpteq2dva 5163	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))) = (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))))
159	24	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑁 ∈ ℝ)
160	131	adantl 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑥 ∈ ℝ)
161	159, 160	remulcld 10673	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
162	161	recoscld 15499	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
163		ioossicc 12825	. . . . . . . 8 ⊢ (0(,)π) ⊆ (0[,]π)
164	163	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0(,)π) ⊆ (0[,]π))
165		ioombl 24168	. . . . . . . 8 ⊢ (0(,)π) ∈ dom vol
166	165	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0(,)π) ∈ dom vol)
167	24	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑁 ∈ ℝ)
168		iccssre 12821	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → (0[,]π) ⊆ ℝ)
169	5, 1, 168	mp2an 690	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0[,]π) ⊆ ℝ
170	169	sseli 3965	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (0[,]π) → 𝑥 ∈ ℝ)
171	170	adantl 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑥 ∈ ℝ)
172	167, 171	remulcld 10673	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
173	172	recoscld 15499	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
174	169, 116	sstri 3978	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0[,]π) ⊆ ℂ
175	174	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (0[,]π) ⊆ ℂ)
176	175, 119, 121	constcncfg 42161	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ 𝑁) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
177	175, 121	idcncfg 42162	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ 𝑥) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
178	176, 177	mulcncf 24049	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝑁 · 𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
179	115, 178	cncfmpt1f 23523	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
180		cniccibl 24443	. . . . . . . 8 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿1)
181	113, 4, 179, 180	syl3anc 1367	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿1)
182	164, 166, 173, 181	iblss 24407	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (cos‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿1)
183	96, 162, 182	iblmulc2 24433	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
184	158, 183	eqeltrd 2915	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
185	3, 4, 12, 29, 130, 184	itgsplitioo 24440	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = (∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥))
186	185	oveq1d 7173	. 2 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 / π) = ((∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) / π))
187	94	itgeq2dv 24384	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = ∫(-π(,)0)(-1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥)
188	97, 101, 128	itgmulc2 24436	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = ∫(-π(,)0)(-1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥)
189		oveq1 7165	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 = 0 → (𝑁 · 𝑥) = (0 · 𝑥))
190		ioosscn 41776	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (-π(,)0) ⊆ ℂ
191	190	sseli 3965	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 ∈ ℂ)
192	191	mul02d 10840	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (0 · 𝑥) = 0)
193	189, 192	sylan9eq 2878	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (𝑁 · 𝑥) = 0)
194	193	fveq2d 6676	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) = (cos‘0))
195		cos0 15505	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (cos‘0) = 1
196	194, 195	syl6eq 2874	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) = 1)
197	196	adantll 712	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) = 1)
198	197	itgeq2dv 24384	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = ∫(-π(,)0)1 d𝑥)
199		ioovolcl 24173	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((-π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (vol‘(-π(,)0)) ∈ ℝ)
200	2, 5, 199	mp2an 690	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (vol‘(-π(,)0)) ∈ ℝ
201	200	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (vol‘(-π(,)0)) ∈ ℝ)
202		itgconst 24421	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((-π(,)0) ∈ dom vol ∧ (vol‘(-π(,)0)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℂ) → ∫(-π(,)0)1 d𝑥 = (1 · (vol‘(-π(,)0))))
203	105, 201, 96, 202	syl3anc 1367	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)1 d𝑥 = (1 · (vol‘(-π(,)0))))
204	203	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → ∫(-π(,)0)1 d𝑥 = (1 · (vol‘(-π(,)0))))
205		volioo 24172	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ -π ≤ 0) → (vol‘(-π(,)0)) = (0 − -π))
206	2, 5, 7, 205	mp3an 1457	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (vol‘(-π(,)0)) = (0 − -π)
207		0cn 10635	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 0 ∈ ℂ
208	207, 42	subnegi 10967	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (0 − -π) = (0 + π)
209	206, 208, 51	3eqtri 2850	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (vol‘(-π(,)0)) = π
210	209	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (vol‘(-π(,)0)) = π)
211	210	oveq2d 7174	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (1 · (vol‘(-π(,)0))) = (1 · π))
212	42	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → π ∈ ℂ)
213	212	mulid2d 10661	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (1 · π) = π)
214	211, 213	eqtrd 2858	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (1 · (vol‘(-π(,)0))) = π)
215	214	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → (1 · (vol‘(-π(,)0))) = π)
216	198, 204, 215	3eqtrd 2862	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = π)
217	216	oveq2d 7174	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = (-1 · π))
218	42	mulm1i 11087	. . . . . . . 8 ⊢ (-1 · π) = -π
219	218	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → (-1 · π) = -π)
220		iftrue 4475	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 = 0 → if(𝑁 = 0, -π, 0) = -π)
221	220	eqcomd 2829	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 = 0 → -π = if(𝑁 = 0, -π, 0))
222	221	adantl 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → -π = if(𝑁 = 0, -π, 0))
223	217, 219, 222	3eqtrd 2862	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = if(𝑁 = 0, -π, 0))
224	24	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑁 = 0) → 𝑁 ∈ ℝ)
225	23	nn0ge0d 11961	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝑁)
226	225	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑁 = 0) → 0 ≤ 𝑁)
227		neqne 3026	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝑁 = 0 → 𝑁 ≠ 0)
228	227	adantl 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑁 = 0) → 𝑁 ≠ 0)
229	224, 226, 228	ne0gt0d 10779	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑁 = 0) → 0 < 𝑁)
230		1cnd 10638	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 1 ∈ ℂ)
231	230	negcld 10986	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → -1 ∈ ℂ)
232	231	mul01d 10841	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (-1 · 0) = 0)
233	119	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 𝑁 ∈ ℂ)
234	2	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → -π ∈ ℝ)
235		0red 10646	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 0 ∈ ℝ)
236	7	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → -π ≤ 0)
237		simpr 487	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 0 < 𝑁)
238	237	gt0ne0d 11206	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 𝑁 ≠ 0)
239	233, 234, 235, 236, 238	itgcoscmulx 42261	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = (((sin‘(𝑁 · 0)) − (sin‘(𝑁 · -π))) / 𝑁))
240	119	mul01d 10841	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · 0) = 0)
241	240	fveq2d 6676	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (sin‘(𝑁 · 0)) = (sin‘0))
242		sin0 15504	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (sin‘0) = 0
243	241, 242	syl6eq 2874	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (sin‘(𝑁 · 0)) = 0)
244	119, 212	mulneg2d 11096	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · -π) = -(𝑁 · π))
245	244	fveq2d 6676	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (sin‘(𝑁 · -π)) = (sin‘-(𝑁 · π)))
246	119, 212	mulcld 10663	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · π) ∈ ℂ)
247		sinneg 15501	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 · π) ∈ ℂ → (sin‘-(𝑁 · π)) = -(sin‘(𝑁 · π)))
248	246, 247	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝜑 → (sin‘-(𝑁 · π)) = -(sin‘(𝑁 · π)))
249	245, 248	eqtrd 2858	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (sin‘(𝑁 · -π)) = -(sin‘(𝑁 · π)))
250	243, 249	oveq12d 7176	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((sin‘(𝑁 · 0)) − (sin‘(𝑁 · -π))) = (0 − -(sin‘(𝑁 · π))))
251		0cnd 10636	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℂ)
252	246	sincld 15485	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (sin‘(𝑁 · π)) ∈ ℂ)
253	251, 252	subnegd 11006	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (0 − -(sin‘(𝑁 · π))) = (0 + (sin‘(𝑁 · π))))
254	252	addid2d 10843	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (0 + (sin‘(𝑁 · π))) = (sin‘(𝑁 · π)))
255	250, 253, 254	3eqtrd 2862	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((sin‘(𝑁 · 0)) − (sin‘(𝑁 · -π))) = (sin‘(𝑁 · π)))
256	255	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ((sin‘(𝑁 · 0)) − (sin‘(𝑁 · -π))) = (sin‘(𝑁 · π)))
257	256	oveq1d 7173	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (((sin‘(𝑁 · 0)) − (sin‘(𝑁 · -π))) / 𝑁) = ((sin‘(𝑁 · π)) / 𝑁))
258	23	nn0zd 12088	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
259		sinkpi 25109	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (sin‘(𝑁 · π)) = 0)
260	258, 259	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (sin‘(𝑁 · π)) = 0)
261	260	oveq1d 7173	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((sin‘(𝑁 · π)) / 𝑁) = (0 / 𝑁))
262	261	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ((sin‘(𝑁 · π)) / 𝑁) = (0 / 𝑁))
263	233, 238	div0d 11417	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (0 / 𝑁) = 0)
264	262, 263	eqtrd 2858	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ((sin‘(𝑁 · π)) / 𝑁) = 0)
265	239, 257, 264	3eqtrd 2862	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = 0)
266	265	oveq2d 7174	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = (-1 · 0))
267	238	neneqd 3023	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ¬ 𝑁 = 0)
268	267	iffalsed 4480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → if(𝑁 = 0, -π, 0) = 0)
269	232, 266, 268	3eqtr4d 2868	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = if(𝑁 = 0, -π, 0))
270	229, 269	syldan 593	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑁 = 0) → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = if(𝑁 = 0, -π, 0))
271	223, 270	pm2.61dan 811	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (-1 · ∫(-π(,)0)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = if(𝑁 = 0, -π, 0))
272	187, 188, 271	3eqtr2d 2864	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = if(𝑁 = 0, -π, 0))
273	157	itgeq2dv 24384	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = ∫(0(,)π)(1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥)
274	96, 162, 182	itgmulc2 24436	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1 · ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = ∫(0(,)π)(1 · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥)
275	162, 182	itgcl 24386	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 ∈ ℂ)
276	275	mulid2d 10661	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (1 · ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥)
277		simpl 485	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑁 = 0)
278	277	oveq1d 7173	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝑁 · 𝑥) = (0 · 𝑥))
279	131	recnd 10671	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 ∈ ℂ)
280	279	adantl 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑥 ∈ ℂ)
281	280	mul02d 10840	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (0 · 𝑥) = 0)
282	278, 281	eqtrd 2858	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝑁 · 𝑥) = 0)
283	282	fveq2d 6676	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) = (cos‘0))
284	283, 195	syl6eq 2874	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 = 0 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) = 1)
285	284	adantll 712	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (cos‘(𝑁 · 𝑥)) = 1)
286	285	itgeq2dv 24384	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = ∫(0(,)π)1 d𝑥)
287		ioovolcl 24173	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → (vol‘(0(,)π)) ∈ ℝ)
288	5, 1, 287	mp2an 690	. . . . . . . . . 10 ⊢ (vol‘(0(,)π)) ∈ ℝ
289		ax-1cn 10597	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℂ
290		itgconst 24421	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((0(,)π) ∈ dom vol ∧ (vol‘(0(,)π)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℂ) → ∫(0(,)π)1 d𝑥 = (1 · (vol‘(0(,)π))))
291	165, 288, 289, 290	mp3an 1457	. . . . . . . . 9 ⊢ ∫(0(,)π)1 d𝑥 = (1 · (vol‘(0(,)π)))
292	291	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → ∫(0(,)π)1 d𝑥 = (1 · (vol‘(0(,)π))))
293	42	mulid2i 10648	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 · π) = π
294		volioo 24172	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ 0 ≤ π) → (vol‘(0(,)π)) = (π − 0))
295	5, 1, 9, 294	mp3an 1457	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (vol‘(0(,)π)) = (π − 0)
296	42	subid1i 10960	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (π − 0) = π
297	295, 296	eqtri 2846	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (vol‘(0(,)π)) = π
298	297	oveq2i 7169	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 · (vol‘(0(,)π))) = (1 · π)
299	298	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 = 0 → (1 · (vol‘(0(,)π))) = (1 · π))
300		iftrue 4475	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 = 0 → if(𝑁 = 0, π, 0) = π)
301	293, 299, 300	3eqtr4a 2884	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 = 0 → (1 · (vol‘(0(,)π))) = if(𝑁 = 0, π, 0))
302	301	adantl 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → (1 · (vol‘(0(,)π))) = if(𝑁 = 0, π, 0))
303	286, 292, 302	3eqtrd 2862	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 = 0) → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = if(𝑁 = 0, π, 0))
304	260, 243	oveq12d 7176	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ((sin‘(𝑁 · π)) − (sin‘(𝑁 · 0))) = (0 − 0))
305	251	subidd 10987	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (0 − 0) = 0)
306	304, 305	eqtrd 2858	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((sin‘(𝑁 · π)) − (sin‘(𝑁 · 0))) = 0)
307	306	oveq1d 7173	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (((sin‘(𝑁 · π)) − (sin‘(𝑁 · 0))) / 𝑁) = (0 / 𝑁))
308	307	adantr 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (((sin‘(𝑁 · π)) − (sin‘(𝑁 · 0))) / 𝑁) = (0 / 𝑁))
309	308, 263	eqtrd 2858	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → (((sin‘(𝑁 · π)) − (sin‘(𝑁 · 0))) / 𝑁) = 0)
310	1	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → π ∈ ℝ)
311	9	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → 0 ≤ π)
312	233, 235, 310, 311, 238	itgcoscmulx 42261	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = (((sin‘(𝑁 · π)) − (sin‘(𝑁 · 0))) / 𝑁))
313	267	iffalsed 4480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → if(𝑁 = 0, π, 0) = 0)
314	309, 312, 313	3eqtr4d 2868	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 0 < 𝑁) → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = if(𝑁 = 0, π, 0))
315	229, 314	syldan 593	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑁 = 0) → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = if(𝑁 = 0, π, 0))
316	303, 315	pm2.61dan 811	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = if(𝑁 = 0, π, 0))
317	276, 316	eqtrd 2858	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1 · ∫(0(,)π)(cos‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥) = if(𝑁 = 0, π, 0))
318	273, 274, 317	3eqtr2d 2864	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = if(𝑁 = 0, π, 0))
319	272, 318	oveq12d 7176	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) = (if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)))
320	319	oveq1d 7173	. 2 ⊢ (𝜑 → ((∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) / π) = ((if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) / π))
321	220, 300	oveq12d 7176	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 = 0 → (if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) = (-π + π))
322	321, 49	syl6eq 2874	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 0 → (if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) = 0)
323		iffalse 4478	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑁 = 0 → if(𝑁 = 0, -π, 0) = 0)
324		iffalse 4478	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑁 = 0 → if(𝑁 = 0, π, 0) = 0)
325	323, 324	oveq12d 7176	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝑁 = 0 → (if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) = (0 + 0))
326		00id 10817	. . . . . . 7 ⊢ (0 + 0) = 0
327	325, 326	syl6eq 2874	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝑁 = 0 → (if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) = 0)
328	322, 327	pm2.61i 184	. . . . 5 ⊢ (if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) = 0
329	328	oveq1i 7168	. . . 4 ⊢ ((if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) / π) = (0 / π)
330	5, 8	gtneii 10754	. . . . 5 ⊢ π ≠ 0
331	42, 330	div0i 11376	. . . 4 ⊢ (0 / π) = 0
332	329, 331	eqtri 2846	. . 3 ⊢ ((if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) / π) = 0
333	332	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → ((if(𝑁 = 0, -π, 0) + if(𝑁 = 0, π, 0)) / π) = 0)
334	186, 320, 333	3eqtrd 2862	1 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 / π) = 0)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3018   ⊆ wss 3938  ifcif 4469   class class class wbr 5068   ↦ cmpt 5148  dom cdm 5557  ⟶wf 6353  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  ℂcc 10537  ℝcr 10538  0cc0 10539  1c1 10540   + caddc 10542   · cmul 10544  ℝ^*cxr 10676   < clt 10677   ≤ cle 10678   − cmin 10872  -cneg 10873   / cdiv 11299  2c2 11695  ℕ₀cn0 11900  ℤcz 11984  ℝ⁺crp 12392  (,)cioo 12741  [,]cicc 12744   mod cmo 13240  sincsin 15419  cosccos 15420  πcpi 15422  –cn→ccncf 23486  volcvol 24066  𝐿¹cibl 24220  ∫citg 24221

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-inf2 9106  ax-cc 9859  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617  ax-addf 10618  ax-mulf 10619

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-symdif 4221  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-iin 4924  df-disj 5034  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-se 5517  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-of 7411  df-ofr 7412  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-supp 7833  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-2o 8105  df-oadd 8108  df-omul 8109  df-er 8291  df-map 8410  df-pm 8411  df-ixp 8464  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-fsupp 8836  df-fi 8877  df-sup 8908  df-inf 8909  df-oi 8976  df-dju 9332  df-card 9370  df-acn 9373  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-q 12352  df-rp 12393  df-xneg 12510  df-xadd 12511  df-xmul 12512  df-ioo 12745  df-ioc 12746  df-ico 12747  df-icc 12748  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-fl 13165  df-mod 13241  df-seq 13373  df-exp 13433  df-fac 13637  df-bc 13666  df-hash 13694  df-shft 14428  df-cj 14460  df-re 14461  df-im 14462  df-sqrt 14596  df-abs 14597  df-limsup 14830  df-clim 14847  df-rlim 14848  df-sum 15045  df-ef 15423  df-sin 15425  df-cos 15426  df-pi 15428  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-starv 16582  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-ip 16585  df-tset 16586  df-ple 16587  df-ds 16589  df-unif 16590  df-hom 16591  df-cco 16592  df-rest 16698  df-topn 16699  df-0g 16717  df-gsum 16718  df-topgen 16719  df-pt 16720  df-prds 16723  df-xrs 16777  df-qtop 16782  df-imas 16783  df-xps 16785  df-mre 16859  df-mrc 16860  df-acs 16862  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-submnd 17959  df-mulg 18227  df-cntz 18449  df-cmn 18910  df-psmet 20539  df-xmet 20540  df-met 20541  df-bl 20542  df-mopn 20543  df-fbas 20544  df-fg 20545  df-cnfld 20548  df-top 21504  df-topon 21521  df-topsp 21543  df-bases 21556  df-cld 21629  df-ntr 21630  df-cls 21631  df-nei 21708  df-lp 21746  df-perf 21747  df-cn 21837  df-cnp 21838  df-haus 21925  df-cmp 21997  df-tx 22172  df-hmeo 22365  df-fil 22456  df-fm 22548  df-flim 22549  df-flf 22550  df-xms 22932  df-ms 22933  df-tms 22934  df-cncf 23488  df-ovol 24067  df-vol 24068  df-mbf 24222  df-itg1 24223  df-itg2 24224  df-ibl 24225  df-itg 24226  df-0p 24273  df-limc 24466  df-dv 24467

This theorem is referenced by:  fouriersw  42523