Metamath Proof Explorer


Theorem dirkercncflem4

Description: The Dirichlet Kernel is continuos at points that are not multiple of 2 π . This is the easier condition, for the proof of the continuity of the Dirichlet kernel. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses dirkercncflem4.d D=nyifymod2π=02n+12πsinn+12y2πsiny2
dirkercncflem4.n φN
dirkercncflem4.y φY
dirkercncflem4.ymod0 φYmod2π0
dirkercncflem4.a A=Y2π
dirkercncflem4.b B=A+1
dirkercncflem4.c C=A2π
dirkercncflem4.e E=B2π
Assertion dirkercncflem4 φDNtopGenran.CnPtopGenran.Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dirkercncflem4.d D=nyifymod2π=02n+12πsinn+12y2πsiny2
2 dirkercncflem4.n φN
3 dirkercncflem4.y φY
4 dirkercncflem4.ymod0 φYmod2π0
5 dirkercncflem4.a A=Y2π
6 dirkercncflem4.b B=A+1
7 dirkercncflem4.c C=A2π
8 dirkercncflem4.e E=B2π
9 sincn sin:cn
10 9 a1i φsin:cn
11 ioosscn CE
12 11 a1i φCE
13 2 nncnd φN
14 1cnd φ1
15 14 halfcld φ12
16 13 15 addcld φN+12
17 ssid
18 17 a1i φ
19 12 16 18 constcncfg φyCEN+12:CEcn
20 12 18 idcncfg φyCEy:CEcn
21 19 20 mulcncf φyCEN+12y:CEcn
22 10 21 cncfmpt1f φyCEsinN+12y:CEcn
23 2cnd φyCE2
24 pirp π+
25 24 a1i φyCEπ+
26 25 rpcnd φyCEπ
27 23 26 mulcld φyCE2π
28 ioossre CE
29 28 a1i φCE
30 29 sselda φyCEy
31 30 recnd φyCEy
32 31 halfcld φyCEy2
33 32 sincld φyCEsiny2
34 27 33 mulcld φyCE2πsiny2
35 2rp 2+
36 35 a1i φyCE2+
37 36 rpne0d φyCE20
38 25 rpne0d φyCEπ0
39 23 26 37 38 mulne0d φyCE2π0
40 31 23 26 37 38 divdiv1d φyCEy2π=y2π
41 5 oveq1i A2π=Y2π2π
42 7 41 eqtri C=Y2π2π
43 42 oveq1i C2π=Y2π2π2π
44 2re 2
45 pire π
46 44 45 remulcli 2π
47 46 a1i φ2π
48 0re 0
49 2pos 0<2
50 pipos 0<π
51 44 45 49 50 mulgt0ii 0<2π
52 48 51 gtneii 2π0
53 52 a1i φ2π0
54 3 47 53 redivcld φY2π
55 54 flcld φY2π
56 55 zred φY2π
57 56 recnd φY2π
58 47 recnd φ2π
59 57 58 53 divcan4d φY2π2π2π=Y2π
60 43 59 eqtrid φC2π=Y2π
61 60 55 eqeltrd φC2π
62 61 adantr φyCEC2π
63 56 47 remulcld φY2π2π
64 42 63 eqeltrid φC
65 64 adantr φyCEC
66 36 25 rpmulcld φyCE2π+
67 simpr φyCEyCE
68 64 rexrd φC*
69 68 adantr φyCEC*
70 5 eqcomi Y2π=A
71 70 oveq1i Y2π+1=A+1
72 71 6 eqtr4i Y2π+1=B
73 72 oveq1i Y2π+12π=B2π
74 73 8 eqtr4i Y2π+12π=E
75 74 a1i φY2π+12π=E
76 1red φ1
77 56 76 readdcld φY2π+1
78 77 47 remulcld φY2π+12π
79 75 78 eqeltrrd φE
80 79 rexrd φE*
81 80 adantr φyCEE*
82 elioo2 C*E*yCEyC<yy<E
83 69 81 82 syl2anc φyCEyCEyC<yy<E
84 67 83 mpbid φyCEyC<yy<E
85 84 simp2d φyCEC<y
86 65 30 66 85 ltdiv1dd φyCEC2π<y2π
87 79 adantr φyCEE
88 84 simp3d φyCEy<E
89 30 87 66 88 ltdiv1dd φyCEy2π<E2π
90 7 a1i φC=A2π
91 90 oveq1d φC2π=A2π2π
92 91 oveq1d φC2π+1=A2π2π+1
93 5 57 eqeltrid φA
94 93 58 53 divcan4d φA2π2π=A
95 94 oveq1d φA2π2π+1=A+1
96 6 oveq1i B2π=A+12π
97 8 96 eqtri E=A+12π
98 97 a1i φE=A+12π
99 98 oveq1d φE2π=A+12π2π
100 93 14 addcld φA+1
101 100 58 53 divcan4d φA+12π2π=A+1
102 99 101 eqtr2d φA+1=E2π
103 92 95 102 3eqtrrd φE2π=C2π+1
104 103 adantr φyCEE2π=C2π+1
105 89 104 breqtrd φyCEy2π<C2π+1
106 btwnnz C2πC2π<y2πy2π<C2π+1¬y2π
107 62 86 105 106 syl3anc φyCE¬y2π
108 40 107 eqneltrd φyCE¬y2π
109 sineq0 y2siny2=0y2π
110 32 109 syl φyCEsiny2=0y2π
111 108 110 mtbird φyCE¬siny2=0
112 111 neqned φyCEsiny20
113 27 33 39 112 mulne0d φyCE2πsiny20
114 113 neneqd φyCE¬2πsiny2=0
115 44 a1i φyCE2
116 45 a1i φyCEπ
117 115 116 remulcld φyCE2π
118 30 rehalfcld φyCEy2
119 118 resincld φyCEsiny2
120 117 119 remulcld φyCE2πsiny2
121 elsng 2πsiny22πsiny202πsiny2=0
122 120 121 syl φyCE2πsiny202πsiny2=0
123 114 122 mtbird φyCE¬2πsiny20
124 34 123 eldifd φyCE2πsiny20
125 eqidd φyCE2πsiny2=yCE2πsiny2
126 eqidd φx01x=x01x
127 oveq2 x=2πsiny21x=12πsiny2
128 124 125 126 127 fmptco φx01xyCE2πsiny2=yCE12πsiny2
129 eqid yCE2πsiny2=yCE2πsiny2
130 2cnd φ2
131 12 130 18 constcncfg φyCE2:CEcn
132 24 a1i φπ+
133 132 rpcnd φπ
134 12 133 18 constcncfg φyCEπ:CEcn
135 131 134 mulcncf φyCE2π:CEcn
136 31 23 37 divrecd φyCEy2=y12
137 136 mpteq2dva φyCEy2=yCEy12
138 12 15 18 constcncfg φyCE12:CEcn
139 20 138 mulcncf φyCEy12:CEcn
140 137 139 eqeltrd φyCEy2:CEcn
141 10 140 cncfmpt1f φyCEsiny2:CEcn
142 135 141 mulcncf φyCE2πsiny2:CEcn
143 ssid CECE
144 143 a1i φCECE
145 difssd φ0
146 129 142 144 145 124 cncfmptssg φyCE2πsiny2:CEcn0
147 ax-1cn 1
148 eqid x01x=x01x
149 148 cdivcncf 1x01x:0cn
150 147 149 mp1i φx01x:0cn
151 146 150 cncfco φx01xyCE2πsiny2:CEcn
152 128 151 eqeltrrd φyCE12πsiny2:CEcn
153 22 152 mulcncf φyCEsinN+12y12πsiny2:CEcn
154 1 dirkerval NDN=yifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2
155 2 154 syl φDN=yifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2
156 155 reseq1d φDNCE=yifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2CE
157 29 resmptd φyifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2CE=yCEifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2
158 35 a1i φ2+
159 158 132 rpmulcld φ2π+
160 159 adantr φyCE2π+
161 mod0 y2π+ymod2π=0y2π
162 30 160 161 syl2anc φyCEymod2π=0y2π
163 107 162 mtbird φyCE¬ymod2π=0
164 163 iffalsed φyCEifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2=sinN+12y2πsiny2
165 13 adantr φyCEN
166 1cnd φyCE1
167 166 halfcld φyCE12
168 165 167 addcld φyCEN+12
169 168 31 mulcld φyCEN+12y
170 169 sincld φyCEsinN+12y
171 170 34 113 divrecd φyCEsinN+12y2πsiny2=sinN+12y12πsiny2
172 164 171 eqtrd φyCEifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2=sinN+12y12πsiny2
173 172 mpteq2dva φyCEifymod2π=02 N+12πsinN+12y2πsiny2=yCEsinN+12y12πsiny2
174 156 157 173 3eqtrrd φyCEsinN+12y12πsiny2=DNCE
175 eqid TopOpenfld=TopOpenfld
176 175 tgioo2 topGenran.=TopOpenfld𝑡
177 176 oveq1i topGenran.𝑡CE=TopOpenfld𝑡𝑡CE
178 175 cnfldtop TopOpenfldTop
179 reex V
180 restabs TopOpenfldTopCEVTopOpenfld𝑡𝑡CE=TopOpenfld𝑡CE
181 178 28 179 180 mp3an TopOpenfld𝑡𝑡CE=TopOpenfld𝑡CE
182 177 181 eqtri topGenran.𝑡CE=TopOpenfld𝑡CE
183 unicntop =TopOpenfld
184 183 restid TopOpenfldTopTopOpenfld𝑡=TopOpenfld
185 178 184 ax-mp TopOpenfld𝑡=TopOpenfld
186 185 eqcomi TopOpenfld=TopOpenfld𝑡
187 175 182 186 cncfcn CECEcn=topGenran.𝑡CECnTopOpenfld
188 12 18 187 syl2anc φCEcn=topGenran.𝑡CECnTopOpenfld
189 153 174 188 3eltr3d φDNCEtopGenran.𝑡CECnTopOpenfld
190 retopon topGenran.TopOn
191 190 a1i φtopGenran.TopOn
192 resttopon topGenran.TopOnCEtopGenran.𝑡CETopOnCE
193 191 29 192 syl2anc φtopGenran.𝑡CETopOnCE
194 175 cnfldtopon TopOpenfldTopOn
195 194 a1i φTopOpenfldTopOn
196 cncnp topGenran.𝑡CETopOnCETopOpenfldTopOnDNCEtopGenran.𝑡CECnTopOpenfldDNCE:CEyCEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldy
197 193 195 196 syl2anc φDNCEtopGenran.𝑡CECnTopOpenfldDNCE:CEyCEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldy
198 189 197 mpbid φDNCE:CEyCEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldy
199 198 simprd φyCEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldy
200 4 neneqd φ¬Ymod2π=0
201 mod0 Y2π+Ymod2π=0Y2π
202 3 159 201 syl2anc φYmod2π=0Y2π
203 200 202 mtbid φ¬Y2π
204 flltnz Y2π¬Y2πY2π<Y2π
205 54 203 204 syl2anc φY2π<Y2π
206 56 54 159 205 ltmul1dd φY2π2π<Y2π2π
207 3 recnd φY
208 207 58 53 divcan1d φY2π2π=Y
209 206 208 breqtrd φY2π2π<Y
210 42 209 eqbrtrid φC<Y
211 fllelt Y2πY2πY2πY2π<Y2π+1
212 54 211 syl φY2πY2πY2π<Y2π+1
213 212 simprd φY2π<Y2π+1
214 54 77 159 213 ltmul1dd φY2π2π<Y2π+12π
215 214 208 75 3brtr3d φY<E
216 68 80 3 210 215 eliood φYCE
217 fveq2 y=YtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldy=topGenran.𝑡CECnPTopOpenfldY
218 217 eleq2d y=YDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldyDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldY
219 218 rspccva yCEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldyYCEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldY
220 199 216 219 syl2anc φDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldY
221 178 a1i φTopOpenfldTop
222 1 dirkerf NDN:
223 2 222 syl φDN:
224 223 29 fssresd φDNCE:CE
225 ax-resscn
226 225 a1i φ
227 retop topGenran.Top
228 uniretop =topGenran.
229 228 restuni topGenran.TopCECE=topGenran.𝑡CE
230 227 28 229 mp2an CE=topGenran.𝑡CE
231 230 183 cnprest2 TopOpenfldTopDNCE:CEDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldYDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfld𝑡Y
232 221 224 226 231 syl3anc φDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfldYDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfld𝑡Y
233 220 232 mpbid φDNCEtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfld𝑡Y
234 176 eqcomi TopOpenfld𝑡=topGenran.
235 234 a1i φTopOpenfld𝑡=topGenran.
236 235 oveq2d φtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfld𝑡=topGenran.𝑡CECnPtopGenran.
237 236 fveq1d φtopGenran.𝑡CECnPTopOpenfld𝑡Y=topGenran.𝑡CECnPtopGenran.Y
238 233 237 eleqtrd φDNCEtopGenran.𝑡CECnPtopGenran.Y
239 227 a1i φtopGenran.Top
240 iooretop CEtopGenran.
241 228 isopn3 topGenran.TopCECEtopGenran.inttopGenran.CE=CE
242 240 241 mpbii topGenran.TopCEinttopGenran.CE=CE
243 239 29 242 syl2anc φinttopGenran.CE=CE
244 243 eqcomd φCE=inttopGenran.CE
245 216 244 eleqtrd φYinttopGenran.CE
246 228 228 cnprest topGenran.TopCEYinttopGenran.CEDN:DNtopGenran.CnPtopGenran.YDNCEtopGenran.𝑡CECnPtopGenran.Y
247 239 29 245 223 246 syl22anc φDNtopGenran.CnPtopGenran.YDNCEtopGenran.𝑡CECnPtopGenran.Y
248 238 247 mpbird φDNtopGenran.CnPtopGenran.Y