sqwvfourb - Mathbox for Glauco Siliprandi

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Theorem sqwvfourb 44460

Description: Fourier series 𝐵 coefficients for the square wave function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

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

**Assertion**
Ref	Expression
sqwvfourb	⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 / π) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))

Distinct variable groups: 𝑥,𝑁 𝜑,𝑥 Allowed substitution hints: 𝑇(𝑥) 𝐹(𝑥)

**Proof of Theorem sqwvfourb**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		pire 25815	. . . . . 6 ⊢ π ∈ ℝ
2	1	renegcli 11462	. . . . 5 ⊢ -π ∈ ℝ
3	2	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → -π ∈ ℝ)
4	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → π ∈ ℝ)
5		0re 11157	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℝ
6		negpilt0 43504	. . . . . . 7 ⊢ -π < 0
7	2, 5, 6	ltleii 11278	. . . . . 6 ⊢ -π ≤ 0
8		pipos 25817	. . . . . . 7 ⊢ 0 < π
9	5, 1, 8	ltleii 11278	. . . . . 6 ⊢ 0 ≤ π
10	2, 1	elicc2i 13330	. . . . . 6 ⊢ (0 ∈ (-π[,]π) ↔ (0 ∈ ℝ ∧ -π ≤ 0 ∧ 0 ≤ π))
11	5, 7, 9, 10	mpbir3an 1341	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ (-π[,]π)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (-π[,]π))
13		elioore 13294	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)π) → 𝑥 ∈ ℝ)
14	13	adantl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → 𝑥 ∈ ℝ)
15		1re 11155	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℝ
16	15	renegcli 11462	. . . . . . . 8 ⊢ -1 ∈ ℝ
17	15, 16	ifcli 4533	. . . . . . 7 ⊢ if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℝ
18		sqwvfourb.f	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
19	18	fvmpt2 6959	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℝ) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
20	14, 17, 19	sylancl 586	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
21	17	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℝ)
22	21	recnd 11183	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) ∈ ℂ)
23	20, 22	eqeltrd 2838	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℂ)
24		sqwvfourb.n	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
25	24	nncnd 12169	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
26	25	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → 𝑁 ∈ ℂ)
27	14	recnd 11183	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → 𝑥 ∈ ℂ)
28	26, 27	mulcld 11175	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℂ)
29	28	sincld 16012	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → (sin‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℂ)
30	23, 29	mulcld 11175	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ℂ)
31		elioore 13294	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 ∈ ℝ)
32	31, 17, 19	sylancl 586	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
33	1	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π ∈ ℝ)
34		sqwvfourb.t	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑇 = (2 · π)
35		2rp 12920	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 2 ∈ ℝ⁺
36		pirp 25818	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ π ∈ ℝ⁺
37		rpmulcl 12938	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((2 ∈ ℝ⁺ ∧ π ∈ ℝ⁺) → (2 · π) ∈ ℝ⁺)
38	35, 36, 37	mp2an 690	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ⁺
39	34, 38	eqeltri 2834	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑇 ∈ ℝ⁺
40	39	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑇 ∈ ℝ⁺)
41	31, 40	modcld 13780	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 mod 𝑇) ∈ ℝ)
42		picn 25816	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ π ∈ ℂ
43	42	2timesi 12291	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (2 · π) = (π + π)
44	34, 43	eqtri 2764	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝑇 = (π + π)
45	44	oveq2i 7368	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (-π + 𝑇) = (-π + (π + π))
46	2	recni 11169	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ -π ∈ ℂ
47	46, 42, 42	addassi 11165	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-π + π) + π) = (-π + (π + π))
48	42	negidi 11470	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (π + -π) = 0
49	42, 46, 48	addcomli 11347	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (-π + π) = 0
50	49	oveq1i 7367	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-π + π) + π) = (0 + π)
51	42	addid2i 11343	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (0 + π) = π
52	50, 51	eqtri 2764	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-π + π) + π) = π
53	45, 47, 52	3eqtr2ri 2771	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ π = (-π + 𝑇)
54	53	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π = (-π + 𝑇))
55	2	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → -π ∈ ℝ)
56		2re 12227	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 2 ∈ ℝ
57	56, 1	remulcli 11171	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ
58	34, 57	eqeltri 2834	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑇 ∈ ℝ
59	58	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑇 ∈ ℝ)
60	2	rexri 11213	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ -π ∈ ℝ^*
61		0xr 11202	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 0 ∈ ℝ^*
62		ioogtlb 43723	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-π ∈ ℝ^* ∧ 0 ∈ ℝ^* ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → -π < 𝑥)
63	60, 61, 62	mp3an12 1451	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → -π < 𝑥)
64	55, 31, 59, 63	ltadd1dd 11766	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (-π + 𝑇) < (𝑥 + 𝑇))
65	54, 64	eqbrtrd 5127	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π < (𝑥 + 𝑇))
66	58	recni 11169	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ 𝑇 ∈ ℂ
67	66	mulid2i 11160	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (1 · 𝑇) = 𝑇
68	67	eqcomi 2745	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑇 = (1 · 𝑇)
69	68	oveq2i 7368	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 + 𝑇) = (𝑥 + (1 · 𝑇))
70	69	oveq1i 7367	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 + 𝑇) mod 𝑇) = ((𝑥 + (1 · 𝑇)) mod 𝑇)
71	31, 59	readdcld 11184	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) ∈ ℝ)
72		0red 11158	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 ∈ ℝ)
73	8	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 < π)
74	72, 33, 71, 73, 65	lttrd 11316	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 < (𝑥 + 𝑇))
75	72, 71, 74	ltled 11303	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 0 ≤ (𝑥 + 𝑇))
76		iooltub 43738	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((-π ∈ ℝ^* ∧ 0 ∈ ℝ^* ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → 𝑥 < 0)
77	60, 61, 76	mp3an12 1451	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 < 0)
78	31, 72, 59, 77	ltadd1dd 11766	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) < (0 + 𝑇))
79	59	recnd 11183	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑇 ∈ ℂ)
80	79	addid2d 11356	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (0 + 𝑇) = 𝑇)
81	78, 80	breqtrd 5131	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) < 𝑇)
82		modid 13801	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑥 + 𝑇) ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ⁺) ∧ (0 ≤ (𝑥 + 𝑇) ∧ (𝑥 + 𝑇) < 𝑇)) → ((𝑥 + 𝑇) mod 𝑇) = (𝑥 + 𝑇))
83	71, 40, 75, 81, 82	syl22anc 837	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ((𝑥 + 𝑇) mod 𝑇) = (𝑥 + 𝑇))
84		1zzd 12534	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 1 ∈ ℤ)
85		modcyc 13811	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ⁺ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((𝑥 + (1 · 𝑇)) mod 𝑇) = (𝑥 mod 𝑇))
86	31, 40, 84, 85	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ((𝑥 + (1 · 𝑇)) mod 𝑇) = (𝑥 mod 𝑇))
87	70, 83, 86	3eqtr3a 2800	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝑥 + 𝑇) = (𝑥 mod 𝑇))
88	65, 87	breqtrd 5131	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π < (𝑥 mod 𝑇))
89	33, 41, 88	ltnsymd 11304	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ¬ (𝑥 mod 𝑇) < π)
90	89	iffalsed 4497	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) = -1)
91	32, 90	eqtrd 2776	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → (𝐹‘𝑥) = -1)
92	91	adantl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (𝐹‘𝑥) = -1)
93	92	oveq1d 7372	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (-1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
94	93	mpteq2dva 5205	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) = (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ (-1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))))
95		neg1cn 12267	. . . . . . 7 ⊢ -1 ∈ ℂ
96	95	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → -1 ∈ ℂ)
97	24	nnred 12168	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
98	97	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → 𝑁 ∈ ℝ)
99	31	adantl 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
100	98, 99	remulcld 11185	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
101	100	resincld 16025	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (sin‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
102		ioossicc 13350	. . . . . . . 8 ⊢ (-π(,)0) ⊆ (-π[,]0)
103	102	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (-π(,)0) ⊆ (-π[,]0))
104		ioombl 24929	. . . . . . . 8 ⊢ (-π(,)0) ∈ dom vol
105	104	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (-π(,)0) ∈ dom vol)
106	97	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → 𝑁 ∈ ℝ)
107		iccssre 13346	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((-π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → (-π[,]0) ⊆ ℝ)
108	2, 5, 107	mp2an 690	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-π[,]0) ⊆ ℝ
109	108	sseli 3940	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π[,]0) → 𝑥 ∈ ℝ)
110	109	adantl 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
111	106, 110	remulcld 11185	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
112	111	resincld 16025	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π[,]0)) → (sin‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
113		0red 11158	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
114		sincn 25803	. . . . . . . . . 10 ⊢ sin ∈ (ℂ–cn→ℂ)
115	114	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → sin ∈ (ℂ–cn→ℂ))
116		ax-resscn 11108	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
117	108, 116	sstri 3953	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (-π[,]0) ⊆ ℂ
118	117	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (-π[,]0) ⊆ ℂ)
119		ssid 3966	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ℂ ⊆ ℂ
120	119	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ℂ ⊆ ℂ)
121	118, 25, 120	constcncfg 44103	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ 𝑁) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
122	118, 120	idcncfg 44104	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ 𝑥) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
123	121, 122	mulcncf 24810	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (𝑁 · 𝑥)) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
124	115, 123	cncfmpt1f 24277	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ))
125		cniccibl 25205	. . . . . . . 8 ⊢ ((-π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((-π[,]0)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿¹)
126	3, 113, 124, 125	syl3anc 1371	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π[,]0) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿¹)
127	103, 105, 112, 126	iblss 25169	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿¹)
128	96, 101, 127	iblmulc2 25195	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ (-1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿¹)
129	94, 128	eqeltrd 2838	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (-π(,)0) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿¹)
130	60	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → -π ∈ ℝ^*)
131	1	rexri 11213	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ π ∈ ℝ^*
132	131	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → π ∈ ℝ^*)
133		elioore 13294	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 ∈ ℝ)
134	2	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → -π ∈ ℝ)
135		0red 11158	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 ∈ ℝ)
136	6	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → -π < 0)
137		ioogtlb 43723	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((0 ∈ ℝ^* ∧ π ∈ ℝ^* ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 0 < 𝑥)
138	61, 131, 137	mp3an12 1451	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 < 𝑥)
139	134, 135, 133, 136, 138	lttrd 11316	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → -π < 𝑥)
140		iooltub 43738	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((0 ∈ ℝ^* ∧ π ∈ ℝ^* ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → 𝑥 < π)
141	61, 131, 140	mp3an12 1451	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 < π)
142	130, 132, 133, 139, 141	eliood 43726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 ∈ (-π(,)π))
143	142, 20	sylan2 593	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
144	39	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑇 ∈ ℝ⁺)
145	135, 133, 138	ltled 11303	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 0 ≤ 𝑥)
146	1	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → π ∈ ℝ)
147	58	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑇 ∈ ℝ)
148		2timesgt 43512	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (π ∈ ℝ⁺ → π < (2 · π))
149	36, 148	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ π < (2 · π)
150	149, 34	breqtrri 5132	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ π < 𝑇
151	150	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → π < 𝑇)
152	133, 146, 147, 141, 151	lttrd 11316	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → 𝑥 < 𝑇)
153		modid 13801	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑇 ∈ ℝ⁺) ∧ (0 ≤ 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝑇)) → (𝑥 mod 𝑇) = 𝑥)
154	133, 144, 145, 152, 153	syl22anc 837	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝑥 mod 𝑇) = 𝑥)
155	154, 141	eqbrtrd 5127	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝑥 mod 𝑇) < π)
156	155	iftrued 4494	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) = 1)
157	156	adantl 482	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1) = 1)
158	143, 157	eqtrd 2776	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (𝐹‘𝑥) = 1)
159	158	oveq1d 7372	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
160	142, 29	sylan2 593	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (sin‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℂ)
161	160	mulid2d 11173	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → (1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (sin‘(𝑁 · 𝑥)))
162	159, 161	eqtrd 2776	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (sin‘(𝑁 · 𝑥)))
163	162	mpteq2dva 5205	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) = (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
164		ioossicc 13350	. . . . . . 7 ⊢ (0(,)π) ⊆ (0[,]π)
165	164	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (0(,)π) ⊆ (0[,]π))
166		ioombl 24929	. . . . . . 7 ⊢ (0(,)π) ∈ dom vol
167	166	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (0(,)π) ∈ dom vol)
168	97	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑁 ∈ ℝ)
169		iccssre 13346	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → (0[,]π) ⊆ ℝ)
170	5, 1, 169	mp2an 690	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0[,]π) ⊆ ℝ
171	170	sseli 3940	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (0[,]π) → 𝑥 ∈ ℝ)
172	171	adantl 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → 𝑥 ∈ ℝ)
173	168, 172	remulcld 11185	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → (𝑁 · 𝑥) ∈ ℝ)
174	173	resincld 16025	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0[,]π)) → (sin‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℝ)
175	170, 116	sstri 3953	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0[,]π) ⊆ ℂ
176	175	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (0[,]π) ⊆ ℂ)
177	176, 25, 120	constcncfg 44103	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ 𝑁) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
178	176, 120	idcncfg 44104	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ 𝑥) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
179	177, 178	mulcncf 24810	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (𝑁 · 𝑥)) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
180	115, 179	cncfmpt1f 24277	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ))
181		cniccibl 25205	. . . . . . 7 ⊢ ((0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ ((0[,]π)–cn→ℂ)) → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿¹)
182	113, 4, 180, 181	syl3anc 1371	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0[,]π) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿¹)
183	165, 167, 174, 182	iblss 25169	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ (sin‘(𝑁 · 𝑥))) ∈ 𝐿¹)
184	163, 183	eqeltrd 2838	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (0(,)π) ↦ ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥)))) ∈ 𝐿¹)
185	3, 4, 12, 30, 129, 184	itgsplitioo 25202	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = (∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥))
186	185	oveq1d 7372	. 2 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 / π) = ((∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) / π))
187	91	oveq1d 7372	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (-1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
188	187	adantl 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (-1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
189	60	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → -π ∈ ℝ^*)
190	131	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → π ∈ ℝ^*)
191	31, 72, 33, 77, 73	lttrd 11316	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 < π)
192	189, 190, 31, 63, 191	eliood 43726	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (-π(,)0) → 𝑥 ∈ (-π(,)π))
193	192, 29	sylan2 593	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (sin‘(𝑁 · 𝑥)) ∈ ℂ)
194	193	mulm1d 11607	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → (-1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = -(sin‘(𝑁 · 𝑥)))
195	188, 194	eqtrd 2776	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (-π(,)0)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = -(sin‘(𝑁 · 𝑥)))
196	195	itgeq2dv 25146	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = ∫(-π(,)0)-(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥)
197	101, 127	itgneg 25168	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → -∫(-π(,)0)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = ∫(-π(,)0)-(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥)
198	24	nnne0d 12203	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ≠ 0)
199	7	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → -π ≤ 0)
200	25, 198, 3, 113, 199	itgsincmulx 44205	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = (((cos‘(𝑁 · -π)) − (cos‘(𝑁 · 0))) / 𝑁))
201	24	nnzd 12526	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
202		cosknegpi 44100	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (cos‘(𝑁 · -π)) = if(2 ∥ 𝑁, 1, -1))
203	201, 202	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (cos‘(𝑁 · -π)) = if(2 ∥ 𝑁, 1, -1))
204	25	mul01d 11354	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝑁 · 0) = 0)
205	204	fveq2d 6846	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (cos‘(𝑁 · 0)) = (cos‘0))
206		cos0 16032	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (cos‘0) = 1
207	205, 206	eqtrdi 2792	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (cos‘(𝑁 · 0)) = 1)
208	203, 207	oveq12d 7375	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((cos‘(𝑁 · -π)) − (cos‘(𝑁 · 0))) = (if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) − 1))
209		1m1e0 12225	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (1 − 1) = 0
210		iftrue 4492	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) = 1)
211	210	oveq1d 7372	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) − 1) = (1 − 1))
212		iftrue 4492	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = 0)
213	209, 211, 212	3eqtr4a 2802	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) − 1) = if(2 ∥ 𝑁, 0, -2))
214		iffalse 4495	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) = -1)
215	214	oveq1d 7372	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) − 1) = (-1 − 1))
216		ax-1cn 11109	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 1 ∈ ℂ
217		negdi2 11459	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → -(1 + 1) = (-1 − 1))
218	216, 216, 217	mp2an 690	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ -(1 + 1) = (-1 − 1)
219	218	eqcomi 2745	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (-1 − 1) = -(1 + 1)
220	219	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (-1 − 1) = -(1 + 1))
221		1p1e2 12278	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (1 + 1) = 2
222	221	negeqi 11394	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ -(1 + 1) = -2
223		iffalse 4495	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = -2)
224	222, 223	eqtr4id 2795	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → -(1 + 1) = if(2 ∥ 𝑁, 0, -2))
225	215, 220, 224	3eqtrd 2780	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) − 1) = if(2 ∥ 𝑁, 0, -2))
226	213, 225	pm2.61i 182	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (if(2 ∥ 𝑁, 1, -1) − 1) = if(2 ∥ 𝑁, 0, -2)
227	208, 226	eqtrdi 2792	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((cos‘(𝑁 · -π)) − (cos‘(𝑁 · 0))) = if(2 ∥ 𝑁, 0, -2))
228	227	oveq1d 7372	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (((cos‘(𝑁 · -π)) − (cos‘(𝑁 · 0))) / 𝑁) = (if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁))
229	200, 228	eqtrd 2776	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = (if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁))
230	229	negeqd 11395	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → -∫(-π(,)0)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = -(if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁))
231		0cn 11147	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℂ
232		2cn 12228	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℂ
233	232	negcli 11469	. . . . . . . . . 10 ⊢ -2 ∈ ℂ
234	231, 233	ifcli 4533	. . . . . . . . 9 ⊢ if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) ∈ ℂ
235	234	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) ∈ ℂ)
236	235, 25, 198	divnegd 11944	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → -(if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁) = (-if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁))
237		neg0 11447	. . . . . . . . . . 11 ⊢ -0 = 0
238	212	negeqd 11395	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → -if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = -0)
239		iftrue 4492	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) = 0)
240	237, 238, 239	3eqtr4a 2802	. . . . . . . . . 10 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → -if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2))
241	232	negnegi 11471	. . . . . . . . . . 11 ⊢ --2 = 2
242	223	negeqd 11395	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → -if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = --2)
243		iffalse 4495	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) = 2)
244	241, 242, 243	3eqtr4a 2802	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → -if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2))
245	240, 244	pm2.61i 182	. . . . . . . . 9 ⊢ -if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)
246	245	oveq1i 7367	. . . . . . . 8 ⊢ (-if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁) = (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁)
247	246	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (-if(2 ∥ 𝑁, 0, -2) / 𝑁) = (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁))
248	230, 236, 247	3eqtrd 2780	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → -∫(-π(,)0)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁))
249	196, 197, 248	3eqtr2d 2782	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁))
250	133, 17, 19	sylancl 586	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝐹‘𝑥) = if((𝑥 mod 𝑇) < π, 1, -1))
251	250, 156	eqtrd 2776	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → (𝐹‘𝑥) = 1)
252	251	oveq1d 7372	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ (0(,)π) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
253	252	adantl 482	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (1 · (sin‘(𝑁 · 𝑥))))
254	253, 161	eqtrd 2776	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (0(,)π)) → ((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) = (sin‘(𝑁 · 𝑥)))
255	254	itgeq2dv 25146	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = ∫(0(,)π)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥)
256	9	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 0 ≤ π)
257	25, 198, 113, 4, 256	itgsincmulx 44205	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)(sin‘(𝑁 · 𝑥)) d𝑥 = (((cos‘(𝑁 · 0)) − (cos‘(𝑁 · π))) / 𝑁))
258		coskpi2 44097	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (cos‘(𝑁 · π)) = if(2 ∥ 𝑁, 1, -1))
259	201, 258	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (cos‘(𝑁 · π)) = if(2 ∥ 𝑁, 1, -1))
260	207, 259	oveq12d 7375	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((cos‘(𝑁 · 0)) − (cos‘(𝑁 · π))) = (1 − if(2 ∥ 𝑁, 1, -1)))
261	210	oveq2d 7373	. . . . . . . . . 10 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (1 − if(2 ∥ 𝑁, 1, -1)) = (1 − 1))
262	209, 261, 239	3eqtr4a 2802	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (1 − if(2 ∥ 𝑁, 1, -1)) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2))
263	214	oveq2d 7373	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (1 − if(2 ∥ 𝑁, 1, -1)) = (1 − -1))
264	216, 216	subnegi 11480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1 − -1) = (1 + 1)
265	264	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (1 − -1) = (1 + 1))
266	221, 243	eqtr4id 2795	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (1 + 1) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2))
267	263, 265, 266	3eqtrd 2780	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (1 − if(2 ∥ 𝑁, 1, -1)) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2))
268	262, 267	pm2.61i 182	. . . . . . . 8 ⊢ (1 − if(2 ∥ 𝑁, 1, -1)) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)
269	260, 268	eqtrdi 2792	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((cos‘(𝑁 · 0)) − (cos‘(𝑁 · π))) = if(2 ∥ 𝑁, 0, 2))
270	269	oveq1d 7372	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (((cos‘(𝑁 · 0)) − (cos‘(𝑁 · π))) / 𝑁) = (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁))
271	255, 257, 270	3eqtrd 2780	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 = (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁))
272	249, 271	oveq12d 7375	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) = ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁) + (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁)))
273	231, 232	ifcli 4533	. . . . . 6 ⊢ if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) ∈ ℂ
274	273	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) ∈ ℂ)
275	274, 274, 25, 198	divdird 11969	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁) + (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) / 𝑁)))
276	239, 239	oveq12d 7375	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) = (0 + 0))
277		00id 11330	. . . . . . . . 9 ⊢ (0 + 0) = 0
278	276, 277	eqtrdi 2792	. . . . . . . 8 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) = 0)
279	278	oveq1d 7372	. . . . . . 7 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = (0 / 𝑁))
280	279	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = (0 / 𝑁))
281	25, 198	div0d 11930	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0 / 𝑁) = 0)
282	281	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → (0 / 𝑁) = 0)
283		iftrue 4492	. . . . . . . 8 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) = 0)
284	283	eqcomd 2742	. . . . . . 7 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → 0 = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
285	284	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → 0 = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
286	280, 282, 285	3eqtrd 2780	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
287	243, 243	oveq12d 7375	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) = (2 + 2))
288		2p2e4 12288	. . . . . . . . 9 ⊢ (2 + 2) = 4
289	287, 288	eqtrdi 2792	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) = 4)
290	289	oveq1d 7372	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = (4 / 𝑁))
291		iffalse 4495	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) = (4 / 𝑁))
292	290, 291	eqtr4d 2779	. . . . . 6 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
293	292	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
294	286, 293	pm2.61dan 811	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((if(2 ∥ 𝑁, 0, 2) + if(2 ∥ 𝑁, 0, 2)) / 𝑁) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
295	272, 275, 294	3eqtr2d 2782	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)))
296	295	oveq1d 7372	. 2 ⊢ (𝜑 → ((∫(-π(,)0)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 + ∫(0(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥) / π) = (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π))
297	283	oveq1d 7372	. . . . 5 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = (0 / π))
298	297	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = (0 / π))
299	5, 8	gtneii 11267	. . . . . 6 ⊢ π ≠ 0
300	42, 299	div0i 11889	. . . . 5 ⊢ (0 / π) = 0
301	300	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → (0 / π) = 0)
302		iftrue 4492	. . . . . 6 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))) = 0)
303	302	eqcomd 2742	. . . . 5 ⊢ (2 ∥ 𝑁 → 0 = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
304	303	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → 0 = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
305	298, 301, 304	3eqtrd 2780	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ∥ 𝑁) → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
306	291	oveq1d 7372	. . . . 5 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = ((4 / 𝑁) / π))
307	306	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = ((4 / 𝑁) / π))
308		4cn 12238	. . . . . . 7 ⊢ 4 ∈ ℂ
309	308	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
310	42	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → π ∈ ℂ)
311	299	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → π ≠ 0)
312	309, 25, 310, 198, 311	divdiv1d 11962	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((4 / 𝑁) / π) = (4 / (𝑁 · π)))
313	312	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ((4 / 𝑁) / π) = (4 / (𝑁 · π)))
314		iffalse 4495	. . . . . 6 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))) = (4 / (𝑁 · π)))
315	314	eqcomd 2742	. . . . 5 ⊢ (¬ 2 ∥ 𝑁 → (4 / (𝑁 · π)) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
316	315	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (4 / (𝑁 · π)) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
317	307, 313, 316	3eqtrd 2780	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
318	305, 317	pm2.61dan 811	. 2 ⊢ (𝜑 → (if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / 𝑁)) / π) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))
319	186, 296, 318	3eqtrd 2780	1 ⊢ (𝜑 → (∫(-π(,)π)((𝐹‘𝑥) · (sin‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 / π) = if(2 ∥ 𝑁, 0, (4 / (𝑁 · π))))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ∧ wa 396 = wceq 1541 ∈ wcel 2106 ≠ wne 2943 ⊆ wss 3910 ifcif 4486 class class class wbr 5105 ↦ cmpt 5188 dom cdm 5633 ‘cfv 6496 (class class class)co 7357 ℂcc 11049 ℝcr 11050 0cc0 11051 1c1 11052 + caddc 11054 · cmul 11056 ℝ^*cxr 11188 < clt 11189 ≤ cle 11190 − cmin 11385 -cneg 11386 / cdiv 11812 ℕcn 12153 2c2 12208 4c4 12210 ℤcz 12499 ℝ⁺crp 12915 (,)cioo 13264 [,]cicc 13267 mod cmo 13774 sincsin 15946 cosccos 15947 πcpi 15949 ∥ cdvds 16136 –cn→ccncf 24239 volcvol 24827 𝐿¹cibl 24981 ∫citg 24982

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1797 ax-4 1811 ax-5 1913 ax-6 1971 ax-7 2011 ax-8 2108 ax-9 2116 ax-10 2137 ax-11 2154 ax-12 2171 ax-ext 2707 ax-rep 5242 ax-sep 5256 ax-nul 5263 ax-pow 5320 ax-pr 5384 ax-un 7672 ax-inf2 9577 ax-cc 10371 ax-cnex 11107 ax-resscn 11108 ax-1cn 11109 ax-icn 11110 ax-addcl 11111 ax-addrcl 11112 ax-mulcl 11113 ax-mulrcl 11114 ax-mulcom 11115 ax-addass 11116 ax-mulass 11117 ax-distr 11118 ax-i2m1 11119 ax-1ne0 11120 ax-1rid 11121 ax-rnegex 11122 ax-rrecex 11123 ax-cnre 11124 ax-pre-lttri 11125 ax-pre-lttrn 11126 ax-pre-ltadd 11127 ax-pre-mulgt0 11128 ax-pre-sup 11129 ax-addf 11130 ax-mulf 11131

This theorem depends on definitions: df-bi 206 df-an 397 df-or 846 df-3or 1088 df-3an 1089 df-tru 1544 df-fal 1554 df-ex 1782 df-nf 1786 df-sb 2068 df-mo 2538 df-eu 2567 df-clab 2714 df-cleq 2728 df-clel 2814 df-nfc 2889 df-ne 2944 df-nel 3050 df-ral 3065 df-rex 3074 df-rmo 3353 df-reu 3354 df-rab 3408 df-v 3447 df-sbc 3740 df-csb 3856 df-dif 3913 df-un 3915 df-in 3917 df-ss 3927 df-pss 3929 df-symdif 4202 df-nul 4283 df-if 4487 df-pw 4562 df-sn 4587 df-pr 4589 df-tp 4591 df-op 4593 df-uni 4866 df-int 4908 df-iun 4956 df-iin 4957 df-disj 5071 df-br 5106 df-opab 5168 df-mpt 5189 df-tr 5223 df-id 5531 df-eprel 5537 df-po 5545 df-so 5546 df-fr 5588 df-se 5589 df-we 5590 df-xp 5639 df-rel 5640 df-cnv 5641 df-co 5642 df-dm 5643 df-rn 5644 df-res 5645 df-ima 5646 df-pred 6253 df-ord 6320 df-on 6321 df-lim 6322 df-suc 6323 df-iota 6448 df-fun 6498 df-fn 6499 df-f 6500 df-f1 6501 df-fo 6502 df-f1o 6503 df-fv 6504 df-isom 6505 df-riota 7313 df-ov 7360 df-oprab 7361 df-mpo 7362 df-of 7617 df-ofr 7618 df-om 7803 df-1st 7921 df-2nd 7922 df-supp 8093 df-frecs 8212 df-wrecs 8243 df-recs 8317 df-rdg 8356 df-1o 8412 df-2o 8413 df-oadd 8416 df-omul 8417 df-er 8648 df-map 8767 df-pm 8768 df-ixp 8836 df-en 8884 df-dom 8885 df-sdom 8886 df-fin 8887 df-fsupp 9306 df-fi 9347 df-sup 9378 df-inf 9379 df-oi 9446 df-dju 9837 df-card 9875 df-acn 9878 df-pnf 11191 df-mnf 11192 df-xr 11193 df-ltxr 11194 df-le 11195 df-sub 11387 df-neg 11388 df-div 11813 df-nn 12154 df-2 12216 df-3 12217 df-4 12218 df-5 12219 df-6 12220 df-7 12221 df-8 12222 df-9 12223 df-n0 12414 df-z 12500 df-dec 12619 df-uz 12764 df-q 12874 df-rp 12916 df-xneg 13033 df-xadd 13034 df-xmul 13035 df-ioo 13268 df-ioc 13269 df-ico 13270 df-icc 13271 df-fz 13425 df-fzo 13568 df-fl 13697 df-mod 13775 df-seq 13907 df-exp 13968 df-fac 14174 df-bc 14203 df-hash 14231 df-shft 14952 df-cj 14984 df-re 14985 df-im 14986 df-sqrt 15120 df-abs 15121 df-limsup 15353 df-clim 15370 df-rlim 15371 df-sum 15571 df-ef 15950 df-sin 15952 df-cos 15953 df-pi 15955 df-dvds 16137 df-struct 17019 df-sets 17036 df-slot 17054 df-ndx 17066 df-base 17084 df-ress 17113 df-plusg 17146 df-mulr 17147 df-starv 17148 df-sca 17149 df-vsca 17150 df-ip 17151 df-tset 17152 df-ple 17153 df-ds 17155 df-unif 17156 df-hom 17157 df-cco 17158 df-rest 17304 df-topn 17305 df-0g 17323 df-gsum 17324 df-topgen 17325 df-pt 17326 df-prds 17329 df-xrs 17384 df-qtop 17389 df-imas 17390 df-xps 17392 df-mre 17466 df-mrc 17467 df-acs 17469 df-mgm 18497 df-sgrp 18546 df-mnd 18557 df-submnd 18602 df-mulg 18873 df-cntz 19097 df-cmn 19564 df-psmet 20788 df-xmet 20789 df-met 20790 df-bl 20791 df-mopn 20792 df-fbas 20793 df-fg 20794 df-cnfld 20797 df-top 22243 df-topon 22260 df-topsp 22282 df-bases 22296 df-cld 22370 df-ntr 22371 df-cls 22372 df-nei 22449 df-lp 22487 df-perf 22488 df-cn 22578 df-cnp 22579 df-haus 22666 df-cmp 22738 df-tx 22913 df-hmeo 23106 df-fil 23197 df-fm 23289 df-flim 23290 df-flf 23291 df-xms 23673 df-ms 23674 df-tms 23675 df-cncf 24241 df-ovol 24828 df-vol 24829 df-mbf 24983 df-itg1 24984 df-itg2 24985 df-ibl 24986 df-itg 24987 df-0p 25034 df-limc 25230 df-dv 25231

This theorem is referenced by: fouriersw 44462

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