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Theorem fourierdlem112

Description: Here abbreviations (local definitions) are introduced to prove the fourier theorem. ( Zm ) is the m_th partial sum of the fourier series. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem112.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℝ
fourierdlem112.d ⊢ D = m ∈ ℕ ⟼ y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
fourierdlem112.p ⊢ P = n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1
fourierdlem112.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
fourierdlem112.q ⊢ φ → Q ∈ P ⁡ M
fourierdlem112.n ⊢ N = - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
fourierdlem112.v ⊢ V = ι f | f Isom < , < 0 … N - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
fourierdlem112.x ⊢ φ → X ∈ ℝ
fourierdlem112.xran ⊢ φ → X ∈ ran ⁡ V
fourierdlem112.t ⊢ T = 2 ⁢ π
fourierdlem112.fper ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
fourierdlem112.fcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
fourierdlem112.c ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → C ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
fourierdlem112.u ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → U ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
fourierdlem112.fdvcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
fourierdlem112.e ⊢ φ → E ∈ F ℝ ′ ↾ −∞ X lim ℂ X
fourierdlem112.i ⊢ φ → I ∈ F ℝ ′ ↾ X +∞ lim ℂ X
fourierdlem112.l ⊢ φ → L ∈ F ↾ −∞ X lim ℂ X
fourierdlem112.r ⊢ φ → R ∈ F ↾ X +∞ lim ℂ X
fourierdlem112.a ⊢ A = n ∈ ℕ 0 ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x dx π
fourierdlem112.b ⊢ B = n ∈ ℕ ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x dx π
fourierdlem112.z ⊢ Z = m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
fourierdlem112.23 ⊢ S = n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
fourierdlem112.fbd ⊢ φ → ∃ w ∈ ℝ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w
fourierdlem112.fdvbd ⊢ φ → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
fourierdlem112.25 ⊢ φ → X ∈ ℝ
Assertion fourierdlem112 ⊢ φ → seq 1 + S ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2 ∧ A ⁡ 0 2 + ∑ n ∈ ℕ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = L + R 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem112.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℝ
2 fourierdlem112.d ⊢ D = m ∈ ℕ ⟼ y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
3 fourierdlem112.p ⊢ P = n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1
4 fourierdlem112.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
5 fourierdlem112.q ⊢ φ → Q ∈ P ⁡ M
6 fourierdlem112.n ⊢ N = - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
7 fourierdlem112.v ⊢ V = ι f | f Isom < , < 0 … N - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
8 fourierdlem112.x ⊢ φ → X ∈ ℝ
9 fourierdlem112.xran ⊢ φ → X ∈ ran ⁡ V
10 fourierdlem112.t ⊢ T = 2 ⁢ π
11 fourierdlem112.fper ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
12 fourierdlem112.fcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
13 fourierdlem112.c ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → C ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
14 fourierdlem112.u ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → U ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
15 fourierdlem112.fdvcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
16 fourierdlem112.e ⊢ φ → E ∈ F ℝ ′ ↾ −∞ X lim ℂ X
17 fourierdlem112.i ⊢ φ → I ∈ F ℝ ′ ↾ X +∞ lim ℂ X
18 fourierdlem112.l ⊢ φ → L ∈ F ↾ −∞ X lim ℂ X
19 fourierdlem112.r ⊢ φ → R ∈ F ↾ X +∞ lim ℂ X
20 fourierdlem112.a ⊢ A = n ∈ ℕ 0 ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x dx π
21 fourierdlem112.b ⊢ B = n ∈ ℕ ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x dx π
22 fourierdlem112.z ⊢ Z = m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
23 fourierdlem112.23 ⊢ S = n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
24 fourierdlem112.fbd ⊢ φ → ∃ w ∈ ℝ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w
25 fourierdlem112.fdvbd ⊢ φ → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
26 fourierdlem112.25 ⊢ φ → X ∈ ℝ
27 fveq2 ⊢ n = j → A ⁡ n = A ⁡ j
28 oveq1 ⊢ n = j → n ⁢ X = j ⁢ X
29 28 fveq2d ⊢ n = j → cos ⁡ n ⁢ X = cos ⁡ j ⁢ X
30 27 29 oveq12d ⊢ n = j → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X = A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X
31 fveq2 ⊢ n = j → B ⁡ n = B ⁡ j
32 28 fveq2d ⊢ n = j → sin ⁡ n ⁢ X = sin ⁡ j ⁢ X
33 31 32 oveq12d ⊢ n = j → B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
34 30 33 oveq12d ⊢ n = j → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
35 34 cbvmptv ⊢ n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
36 23 35 eqtri ⊢ S = j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
37 seqeq3 ⊢ S = j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X → seq 1 + S = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
38 36 37 mp1i ⊢ φ → seq 1 + S = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
39 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
40 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
41 nfv ⊢ Ⅎ n φ
42 nfcv ⊢ Ⅎ _ n ℕ
43 nfcv ⊢ Ⅎ _ n − π 0
44 nfcv ⊢ Ⅎ _ n F ⁡ X + s
45 nfcv ⊢ Ⅎ _ n ×
46 nfcv ⊢ Ⅎ _ n D ⁡ m ⁡ s
47 44 45 46 nfov ⊢ Ⅎ _ n F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s
48 43 47 nfitg ⊢ Ⅎ _ n ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
49 42 48 nfmpt ⊢ Ⅎ _ n m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
50 nfcv ⊢ Ⅎ _ n 0 π
51 50 47 nfitg ⊢ Ⅎ _ n ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
52 42 51 nfmpt ⊢ Ⅎ _ n m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
53 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ n n ∈ ℕ 0 ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x dx π
54 20 53 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ n A
55 nfcv ⊢ Ⅎ _ n 0
56 54 55 nffv ⊢ Ⅎ _ n A ⁡ 0
57 nfcv ⊢ Ⅎ _ n ÷
58 nfcv ⊢ Ⅎ _ n 2
59 56 57 58 nfov ⊢ Ⅎ _ n A ⁡ 0 2
60 nfcv ⊢ Ⅎ _ n +
61 nfcv ⊢ Ⅎ _ n 1 … m
62 61 nfsum1 ⊢ Ⅎ _ n ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
63 59 60 62 nfov ⊢ Ⅎ _ n A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
64 42 63 nfmpt ⊢ Ⅎ _ n m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
65 22 64 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ n Z
66 eqid ⊢ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ n = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 = n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ n = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1
67 picn ⊢ π ∈ ℂ
68 67 2timesi ⊢ 2 ⁢ π = π + π
69 67 67 subnegi ⊢ π − − π = π + π
70 68 10 69 3eqtr4i ⊢ T = π − − π
71 pire ⊢ π ∈ ℝ
72 71 a1i ⊢ φ → π ∈ ℝ
73 72 renegcld ⊢ φ → − π ∈ ℝ
74 73 26 readdcld ⊢ φ → - π + X ∈ ℝ
75 72 26 readdcld ⊢ φ → π + X ∈ ℝ
76 negpilt0 ⊢ − π < 0
77 pipos ⊢ 0 < π
78 71 renegcli ⊢ − π ∈ ℝ
79 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
80 78 79 71 lttri ⊢ − π < 0 ∧ 0 < π → − π < π
81 76 77 80 mp2an ⊢ − π < π
82 81 a1i ⊢ φ → − π < π
83 73 72 26 82 ltadd1dd ⊢ φ → - π + X < π + X
84 oveq1 ⊢ y = x → y + k ⁢ T = x + k ⁢ T
85 84 eleq1d ⊢ y = x → y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
86 85 rexbidv ⊢ y = x → ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
87 86 cbvrabv ⊢ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = x ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
88 87 uneq2i ⊢ - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = - π + X π + X ∪ x ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
89 70 3 4 5 74 75 83 66 88 6 7 fourierdlem54 ⊢ φ → N ∈ ℕ ∧ V ∈ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ n = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ⁡ N ∧ V Isom < , < 0 … N - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
90 89 simpld ⊢ φ → N ∈ ℕ ∧ V ∈ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ n = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ⁡ N
91 90 simpld ⊢ φ → N ∈ ℕ
92 90 simprd ⊢ φ → V ∈ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ n = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ⁡ N
93 1 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F : ℝ ⟶ ℝ
94 fveq2 ⊢ i = j → p ⁡ i = p ⁡ j
95 oveq1 ⊢ i = j → i + 1 = j + 1
96 95 fveq2d ⊢ i = j → p ⁡ i + 1 = p ⁡ j + 1
97 94 96 breq12d ⊢ i = j → p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ↔ p ⁡ j < p ⁡ j + 1
98 97 cbvralvw ⊢ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ↔ ∀ j ∈ 0 ..^ n p ⁡ j < p ⁡ j + 1
99 98 anbi2i ⊢ p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ↔ p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ j ∈ 0 ..^ n p ⁡ j < p ⁡ j + 1
100 99 a1i ⊢ p ∈ ℝ 0 … n → p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ↔ p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ j ∈ 0 ..^ n p ⁡ j < p ⁡ j + 1
101 100 rabbiia ⊢ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 = p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ j ∈ 0 ..^ n p ⁡ j < p ⁡ j + 1
102 101 mpteq2i ⊢ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 = n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ j ∈ 0 ..^ n p ⁡ j < p ⁡ j + 1
103 3 102 eqtri ⊢ P = n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ n = π ∧ ∀ j ∈ 0 ..^ n p ⁡ j < p ⁡ j + 1
104 4 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → M ∈ ℕ
105 5 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → Q ∈ P ⁡ M
106 11 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
107 eleq1w ⊢ i = j → i ∈ 0 ..^ M ↔ j ∈ 0 ..^ M
108 107 anbi2d ⊢ i = j → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ↔ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M
109 fveq2 ⊢ i = j → Q ⁡ i = Q ⁡ j
110 95 fveq2d ⊢ i = j → Q ⁡ i + 1 = Q ⁡ j + 1
111 109 110 oveq12d ⊢ i = j → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = Q ⁡ j Q ⁡ j + 1
112 111 reseq2d ⊢ i = j → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1
113 111 oveq1d ⊢ i = j → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ = Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
114 112 113 eleq12d ⊢ i = j → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ ↔ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
115 108 114 imbi12d ⊢ i = j → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ ↔ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
116 115 12 chvarvv ⊢ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
117 116 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ j ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
118 74 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → - π + X ∈ ℝ
119 74 rexrd ⊢ φ → - π + X ∈ ℝ *
120 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
121 120 a1i ⊢ φ → +∞ ∈ ℝ *
122 75 ltpnfd ⊢ φ → π + X < +∞
123 119 121 75 83 122 eliood ⊢ φ → π + X ∈ - π + X +∞
124 123 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → π + X ∈ - π + X +∞
125 id ⊢ i ∈ 0 ..^ N → i ∈ 0 ..^ N
126 6 oveq2i ⊢ 0 ..^ N = 0 ..^ - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
127 125 126 eleqtrdi ⊢ i ∈ 0 ..^ N → i ∈ 0 ..^ - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
128 127 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → i ∈ 0 ..^ - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
129 6 oveq2i ⊢ 0 … N = 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
130 isoeq4 ⊢ 0 … N = 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 → f Isom < , < 0 … N - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
131 129 130 ax-mp ⊢ f Isom < , < 0 … N - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
132 131 iotabii ⊢ ι f | f Isom < , < 0 … N - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = ι f | f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
133 7 132 eqtri ⊢ V = ι f | f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
134 93 103 70 104 105 106 117 118 124 128 133 fourierdlem98 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
135 24 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ w ∈ ℝ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w
136 nfra1 ⊢ Ⅎ t ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w
137 elioore ⊢ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → t ∈ ℝ
138 rspa ⊢ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w ∧ t ∈ ℝ → F ⁡ t ≤ w
139 137 138 sylan2 ⊢ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ⁡ t ≤ w
140 139 ex ⊢ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w → t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ⁡ t ≤ w
141 136 140 ralrimi ⊢ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w → ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ⁡ t ≤ w
142 141 reximi ⊢ ∃ w ∈ ℝ ∀ t ∈ ℝ F ⁡ t ≤ w → ∃ w ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ⁡ t ≤ w
143 135 142 syl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ w ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ⁡ t ≤ w
144 ssid ⊢ ℝ ⊆ ℝ
145 dvfre ⊢ F : ℝ ⟶ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℝ → F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℝ
146 1 144 145 sylancl ⊢ φ → F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℝ
147 146 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ℝ ′ : dom ⁡ F ℝ ′ ⟶ ℝ
148 eqid ⊢ ℝ D F = ℝ D F
149 71 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → π ∈ ℝ
150 78 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → − π ∈ ℝ
151 111 reseq2d ⊢ i = j → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = F ℝ ′ ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1
152 151 113 eleq12d ⊢ i = j → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ ↔ F ℝ ′ ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
153 108 152 imbi12d ⊢ i = j → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ ↔ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
154 153 15 chvarvv ⊢ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
155 154 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ j ∈ 0 ..^ M → F ℝ ′ ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 : Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 ⟶cn ℂ
156 73 8 readdcld ⊢ φ → - π + X ∈ ℝ
157 156 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → - π + X ∈ ℝ
158 156 rexrd ⊢ φ → - π + X ∈ ℝ *
159 72 8 readdcld ⊢ φ → π + X ∈ ℝ
160 73 72 8 82 ltadd1dd ⊢ φ → - π + X < π + X
161 159 ltpnfd ⊢ φ → π + X < +∞
162 158 121 159 160 161 eliood ⊢ φ → π + X ∈ - π + X +∞
163 162 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → π + X ∈ - π + X +∞
164 oveq1 ⊢ k = h → k ⁢ T = h ⁢ T
165 164 oveq2d ⊢ k = h → y + k ⁢ T = y + h ⁢ T
166 165 eleq1d ⊢ k = h → y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
167 166 cbvrexvw ⊢ ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
168 167 rgenw ⊢ ∀ y ∈ - π + X π + X ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
169 rabbi ⊢ ∀ y ∈ - π + X π + X ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
170 168 169 mpbi ⊢ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
171 170 uneq2i ⊢ - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
172 isoeq5 ⊢ - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q → f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
173 171 172 ax-mp ⊢ f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
174 173 iotabii ⊢ ι f | f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = ι f | f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
175 133 174 eqtri ⊢ V = ι f | f Isom < , < 0 … - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 - π + X π + X ∪ y ∈ - π + X π + X | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
176 eleq1w ⊢ v = u → v ∈ dom ⁡ F ℝ ′ ↔ u ∈ dom ⁡ F ℝ ′
177 fveq2 ⊢ v = u → F ℝ ′ ⁡ v = F ℝ ′ ⁡ u
178 176 177 ifbieq1d ⊢ v = u → if v ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ v 0 = if u ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ u 0
179 178 cbvmptv ⊢ v ∈ ℝ ⟼ if v ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ v 0 = u ∈ ℝ ⟼ if u ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ u 0
180 93 148 103 149 150 70 104 105 106 155 157 163 128 175 179 fourierdlem97 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
181 cncff ⊢ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℂ
182 fdm ⊢ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℂ → dom ⁡ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 = V ⁡ i V ⁡ i + 1
183 180 181 182 3syl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → dom ⁡ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 = V ⁡ i V ⁡ i + 1
184 ssdmres ⊢ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⊆ dom ⁡ F ℝ ′ ↔ dom ⁡ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 = V ⁡ i V ⁡ i + 1
185 183 184 sylibr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⊆ dom ⁡ F ℝ ′
186 147 185 fssresd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℝ
187 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
188 187 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ℝ ⊆ ℂ
189 cncfcdm ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℝ ↔ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℝ
190 188 180 189 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℝ ↔ F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℝ
191 186 190 mpbird ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℝ
192 25 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
193 nfv ⊢ Ⅎ t φ ∧ i ∈ 0 ..^ N
194 nfra1 ⊢ Ⅎ t ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
195 193 194 nfan ⊢ Ⅎ t φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
196 fvres ⊢ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t = F ℝ ′ ⁡ t
197 196 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t = F ℝ ′ ⁡ t
198 197 fveq2d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t = F ℝ ′ ⁡ t
199 198 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t = F ℝ ′ ⁡ t
200 simplr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
201 185 sselda ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → t ∈ dom ⁡ F ℝ ′
202 201 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → t ∈ dom ⁡ F ℝ ′
203 rspa ⊢ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ → F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
204 200 202 203 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
205 199 204 eqbrtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
206 205 ex ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z → t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
207 195 206 ralrimi ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z → ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
208 207 ex ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z → ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
209 208 reximdv ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ dom ⁡ F ℝ ′ F ℝ ′ ⁡ t ≤ z → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
210 192 209 mpd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
211 nfra1 ⊢ Ⅎ t ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
212 196 eqcomd ⊢ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ⁡ t = F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t
213 212 fveq2d ⊢ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ⁡ t = F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t
214 213 adantl ⊢ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ⁡ t = F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t
215 rspa ⊢ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z
216 214 215 eqbrtrd ⊢ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z ∧ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
217 216 ex ⊢ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z → t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 → F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
218 211 217 ralrimi ⊢ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z → ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
219 218 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z → ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
220 219 reximdv ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⁡ t ≤ z → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
221 210 220 mpd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → ∃ z ∈ ℝ ∀ t ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1 F ℝ ′ ⁡ t ≤ z
222 nfv ⊢ Ⅎ i φ ∧ j ∈ 0 ..^ M
223 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ i ⦋ j / i⦌ C
224 223 nfel1 ⊢ Ⅎ i ⦋ j / i⦌ C ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
225 222 224 nfim ⊢ Ⅎ i φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ C ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
226 csbeq1a ⊢ i = j → C = ⦋ j / i⦌ C
227 112 109 oveq12d ⊢ i = j → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i = F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
228 226 227 eleq12d ⊢ i = j → C ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i ↔ ⦋ j / i⦌ C ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
229 108 228 imbi12d ⊢ i = j → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → C ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i ↔ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ C ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
230 225 229 13 chvarfv ⊢ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ C ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
231 230 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ C ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j
232 93 103 70 104 105 106 117 231 118 124 128 133 fourierdlem96 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → if d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ V ⁡ i = Q ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup f ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ f ≤ d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i j ∈ 0 ..^ M ⟼ ⦋ j / i⦌ C ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup f ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ f ≤ d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i F ⁡ d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ V ⁡ i ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i
233 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ i ⦋ j / i⦌ U
234 233 nfel1 ⊢ Ⅎ i ⦋ j / i⦌ U ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
235 222 234 nfim ⊢ Ⅎ i φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ U ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
236 csbeq1a ⊢ i = j → U = ⦋ j / i⦌ U
237 112 110 oveq12d ⊢ i = j → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 = F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
238 236 237 eleq12d ⊢ i = j → U ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 ↔ ⦋ j / i⦌ U ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
239 108 238 imbi12d ⊢ i = j → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → U ∈ F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 ↔ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ U ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
240 235 239 14 chvarfv ⊢ φ ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ U ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
241 240 adantlr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N ∧ j ∈ 0 ..^ M → ⦋ j / i⦌ U ∈ F ↾ Q ⁡ j Q ⁡ j + 1 lim ℂ Q ⁡ j + 1
242 93 103 70 104 105 106 117 241 157 163 128 133 fourierdlem99 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ N → if e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ V ⁡ i + 1 = Q ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup h ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ h ≤ g ∈ − π π ⟼ if g = π − π g ⁡ e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i + 1 j ∈ 0 ..^ M ⟼ ⦋ j / i⦌ U ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup h ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ h ≤ g ∈ − π π ⟼ if g = π − π g ⁡ e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i F ⁡ e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ V ⁡ i + 1 ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i + 1
243 eqeq1 ⊢ g = s → g = 0 ↔ s = 0
244 oveq2 ⊢ g = s → X + g = X + s
245 244 fveq2d ⊢ g = s → F ⁡ X + g = F ⁡ X + s
246 breq2 ⊢ g = s → 0 < g ↔ 0 < s
247 246 ifbid ⊢ g = s → if 0 < g R L = if 0 < s R L
248 245 247 oveq12d ⊢ g = s → F ⁡ X + g − if 0 < g R L = F ⁡ X + s − if 0 < s R L
249 id ⊢ g = s → g = s
250 248 249 oveq12d ⊢ g = s → F ⁡ X + g − if 0 < g R L g = F ⁡ X + s − if 0 < s R L s
251 243 250 ifbieq2d ⊢ g = s → if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g = if s = 0 0 F ⁡ X + s − if 0 < s R L s
252 251 cbvmptv ⊢ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g = s ∈ − π π ⟼ if s = 0 0 F ⁡ X + s − if 0 < s R L s
253 eqeq1 ⊢ o = s → o = 0 ↔ s = 0
254 id ⊢ o = s → o = s
255 oveq1 ⊢ o = s → o 2 = s 2
256 255 fveq2d ⊢ o = s → sin ⁡ o 2 = sin ⁡ s 2
257 256 oveq2d ⊢ o = s → 2 ⁢ sin ⁡ o 2 = 2 ⁢ sin ⁡ s 2
258 254 257 oveq12d ⊢ o = s → o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 = s 2 ⁢ sin ⁡ s 2
259 253 258 ifbieq2d ⊢ o = s → if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 = if s = 0 1 s 2 ⁢ sin ⁡ s 2
260 259 cbvmptv ⊢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 = s ∈ − π π ⟼ if s = 0 1 s 2 ⁢ sin ⁡ s 2
261 fveq2 ⊢ r = s → g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r = g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ s
262 fveq2 ⊢ r = s → o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r = o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ s
263 261 262 oveq12d ⊢ r = s → g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r = g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ s ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ s
264 263 cbvmptv ⊢ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r = s ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ s ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ s
265 oveq2 ⊢ d = s → k + 1 2 ⁢ d = k + 1 2 ⁢ s
266 265 fveq2d ⊢ d = s → sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d = sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s
267 266 cbvmptv ⊢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d = s ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s
268 fveq2 ⊢ z = s → r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s
269 fveq2 ⊢ z = s → d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z = d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ s
270 268 269 oveq12d ⊢ z = s → r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ s
271 270 cbvmptv ⊢ z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z = s ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ s
272 fveq2 ⊢ m = n → D ⁡ m = D ⁡ n
273 272 fveq1d ⊢ m = n → D ⁡ m ⁡ s = D ⁡ n ⁡ s
274 273 oveq2d ⊢ m = n → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s = F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s
275 274 adantr ⊢ m = n ∧ s ∈ − π 0 → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s = F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s
276 275 itgeq2dv ⊢ m = n → ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
277 276 cbvmptv ⊢ m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = n ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
278 oveq1 ⊢ c = k → c + 1 2 = k + 1 2
279 278 oveq1d ⊢ c = k → c + 1 2 ⁢ d = k + 1 2 ⁢ d
280 279 fveq2d ⊢ c = k → sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d = sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d
281 280 mpteq2dv ⊢ c = k → d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d = d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d
282 281 fveq1d ⊢ c = k → d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z = d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z
283 282 oveq2d ⊢ c = k → r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z
284 283 mpteq2dv ⊢ c = k → z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z = z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z
285 284 fveq1d ⊢ c = k → z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s = z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s
286 285 adantr ⊢ c = k ∧ s ∈ − π 0 → z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s = z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s
287 286 itgeq2dv ⊢ c = k → ∫ − π 0 z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds = ∫ − π 0 z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds
288 287 oveq1d ⊢ c = k → ∫ − π 0 z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π = ∫ − π 0 z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π
289 288 cbvmptv ⊢ c ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π = k ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π
290 oveq1 ⊢ y = s → y mod 2 ⁢ π = s mod 2 ⁢ π
291 290 eqeq1d ⊢ y = s → y mod 2 ⁢ π = 0 ↔ s mod 2 ⁢ π = 0
292 oveq2 ⊢ y = s → m + 1 2 ⁢ y = m + 1 2 ⁢ s
293 292 fveq2d ⊢ y = s → sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y = sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s
294 oveq1 ⊢ y = s → y 2 = s 2
295 294 fveq2d ⊢ y = s → sin ⁡ y 2 = sin ⁡ s 2
296 295 oveq2d ⊢ y = s → 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2 = 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
297 293 296 oveq12d ⊢ y = s → sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2 = sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
298 291 297 ifbieq2d ⊢ y = s → if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2 = if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
299 298 cbvmptv ⊢ y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2 = s ∈ ℝ ⟼ if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
300 simpl ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → m = k
301 300 oveq2d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → 2 ⁢ m = 2 ⁢ k
302 301 oveq1d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → 2 ⁢ m + 1 = 2 ⁢ k + 1
303 302 oveq1d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π = 2 ⁢ k + 1 2 ⁢ π
304 300 oveq1d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → m + 1 2 = k + 1 2
305 304 oveq1d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → m + 1 2 ⁢ s = k + 1 2 ⁢ s
306 305 fveq2d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s = sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s
307 306 oveq1d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2 = sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
308 303 307 ifeq12d ⊢ m = k ∧ s ∈ ℝ → if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2 = if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ k + 1 2 ⁢ π sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
309 308 mpteq2dva ⊢ m = k → s ∈ ℝ ⟼ if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2 = s ∈ ℝ ⟼ if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ k + 1 2 ⁢ π sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
310 299 309 eqtrid ⊢ m = k → y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2 = s ∈ ℝ ⟼ if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ k + 1 2 ⁢ π sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
311 310 cbvmptv ⊢ m ∈ ℕ ⟼ y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ m + 1 2 ⁢ π sin ⁡ m + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2 = k ∈ ℕ ⟼ s ∈ ℝ ⟼ if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ k + 1 2 ⁢ π sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
312 2 311 eqtri ⊢ D = k ∈ ℕ ⟼ s ∈ ℝ ⟼ if s mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ k + 1 2 ⁢ π sin ⁡ k + 1 2 ⁢ s 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ s 2
313 eqid ⊢ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ↾ − π l = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ↾ − π l
314 eqid ⊢ − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l = − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l
315 eqid ⊢ − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 = − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1
316 isoeq1 ⊢ u = w → u Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l ↔ w Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l
317 316 cbviotavw ⊢ ι u | u Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l = ι w | w Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l
318 fveq2 ⊢ j = i → V ⁡ j = V ⁡ i
319 318 oveq1d ⊢ j = i → V ⁡ j − X = V ⁡ i − X
320 319 cbvmptv ⊢ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X = i ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ i − X
321 eqid ⊢ ι m ∈ 0 ..^ N | ι u | u Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l ⁡ b ι u | u Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l ⁡ b + 1 ⊆ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ m j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ m + 1 = ι m ∈ 0 ..^ N | ι u | u Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l ⁡ b ι u | u Isom < , < 0 … − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l − 1 − π l ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ − π l ⁡ b + 1 ⊆ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ m j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ m + 1
322 fveq2 ⊢ a = s → r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s
323 oveq2 ⊢ a = s → b + 1 2 ⁢ a = b + 1 2 ⁢ s
324 323 fveq2d ⊢ a = s → sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a = sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s
325 322 324 oveq12d ⊢ a = s → r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s
326 325 cbvitgv ⊢ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
327 326 fveq2i ⊢ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
328 327 breq1i ⊢ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < i 2 ↔ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < i 2
329 328 anbi2i ⊢ φ ∧ i ∈ ℝ + ∧ l ∈ − π 0 ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < i 2 ↔ φ ∧ i ∈ ℝ + ∧ l ∈ − π 0 ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < i 2
330 325 cbvitgv ⊢ ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
331 330 fveq2i ⊢ ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
332 331 breq1i ⊢ ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < i 2 ↔ ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < i 2
333 329 332 anbi12i ⊢ φ ∧ i ∈ ℝ + ∧ l ∈ − π 0 ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < i 2 ∧ ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < i 2 ↔ φ ∧ i ∈ ℝ + ∧ l ∈ − π 0 ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ l 0 r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < i 2 ∧ ∫ − π l r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < i 2
334 1 26 66 91 92 9 134 143 191 221 232 242 252 260 264 267 271 277 289 19 18 16 17 312 313 314 315 317 320 321 333 fourierdlem103 ⊢ φ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⇝ L 2
335 nnex ⊢ ℕ ∈ V
336 335 mptex ⊢ m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ V
337 22 336 eqeltri ⊢ Z ∈ V
338 337 a1i ⊢ φ → Z ∈ V
339 274 adantr ⊢ m = n ∧ s ∈ 0 π → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s = F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s
340 339 itgeq2dv ⊢ m = n → ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
341 340 cbvmptv ⊢ m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = n ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
342 285 adantr ⊢ c = k ∧ s ∈ 0 π → z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s = z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s
343 342 itgeq2dv ⊢ c = k → ∫ 0 π z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds = ∫ 0 π z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds
344 343 oveq1d ⊢ c = k → ∫ 0 π z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π = ∫ 0 π z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π
345 344 cbvmptv ⊢ c ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ c + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π = k ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π z ∈ − π π ⟼ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ z ⁢ d ∈ − π π ⟼ sin ⁡ k + 1 2 ⁢ d ⁡ z ⁡ s ds π
346 eqid ⊢ r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ↾ e π = r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ↾ e π
347 eqid ⊢ e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π = e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π
348 eqid ⊢ e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 = e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1
349 isoeq1 ⊢ u = v → u Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π ↔ v Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π
350 349 cbviotavw ⊢ ι u | u Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π = ι v | v Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π
351 eqid ⊢ ι a ∈ 0 ..^ N | ι u | u Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π ⁡ b ι u | u Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π ⁡ b + 1 ⊆ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ a j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ a + 1 = ι a ∈ 0 ..^ N | ι u | u Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π ⁡ b ι u | u Isom < , < 0 … e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π − 1 e π ∪ ran ⁡ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ∩ e π ⁡ b + 1 ⊆ j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ a j ∈ 0 … N ⟼ V ⁡ j − X ⁡ a + 1
352 325 cbvitgv ⊢ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
353 352 fveq2i ⊢ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
354 353 breq1i ⊢ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < q 2 ↔ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < q 2
355 354 anbi2i ⊢ φ ∧ q ∈ ℝ + ∧ e ∈ 0 π ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < q 2 ↔ φ ∧ q ∈ ℝ + ∧ e ∈ 0 π ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < q 2
356 325 cbvitgv ⊢ ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
357 356 fveq2i ⊢ ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da = ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds
358 357 breq1i ⊢ ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < q 2 ↔ ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < q 2
359 355 358 anbi12i ⊢ φ ∧ q ∈ ℝ + ∧ e ∈ 0 π ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < q 2 ∧ ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ a ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ a da < q 2 ↔ φ ∧ q ∈ ℝ + ∧ e ∈ 0 π ∧ b ∈ ℕ ∧ ∫ 0 e r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < q 2 ∧ ∫ e π r ∈ − π π ⟼ g ∈ − π π ⟼ if g = 0 0 F ⁡ X + g − if 0 < g R L g ⁡ r ⁢ o ∈ − π π ⟼ if o = 0 1 o 2 ⁢ sin ⁡ o 2 ⁡ r ⁡ s ⁢ sin ⁡ b + 1 2 ⁢ s ds < q 2
360 1 26 66 91 92 9 134 143 191 221 232 242 252 260 264 267 271 341 345 19 18 16 17 312 346 347 348 350 320 351 359 fourierdlem104 ⊢ φ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⇝ R 2
361 eqidd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
362 276 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ m = n → ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
363 simpr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → n ∈ ℕ
364 elioore ⊢ s ∈ − π 0 → s ∈ ℝ
365 1 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ → F : ℝ ⟶ ℝ
366 26 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ → X ∈ ℝ
367 simpr ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ → s ∈ ℝ
368 366 367 readdcld ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ → X + s ∈ ℝ
369 365 368 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ s ∈ ℝ → F ⁡ X + s ∈ ℝ
370 369 adantlr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ ℝ → F ⁡ X + s ∈ ℝ
371 2 dirkerre ⊢ n ∈ ℕ ∧ s ∈ ℝ → D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
372 371 adantll ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ ℝ → D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
373 370 372 remulcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ ℝ → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
374 364 373 sylan2 ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ − π 0 → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
375 ioossicc ⊢ − π 0 ⊆ − π 0
376 78 leidi ⊢ − π ≤ − π
377 79 71 77 ltleii ⊢ 0 ≤ π
378 iccss ⊢ − π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ − π ≤ − π ∧ 0 ≤ π → − π 0 ⊆ − π π
379 78 71 376 377 378 mp4an ⊢ − π 0 ⊆ − π π
380 375 379 sstri ⊢ − π 0 ⊆ − π π
381 380 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → − π 0 ⊆ − π π
382 ioombl ⊢ − π 0 ∈ dom ⁡ vol
383 382 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → − π 0 ∈ dom ⁡ vol
384 1 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → F : ℝ ⟶ ℝ
385 26 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → X ∈ ℝ
386 73 72 iccssred ⊢ φ → − π π ⊆ ℝ
387 386 sselda ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → s ∈ ℝ
388 385 387 readdcld ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → X + s ∈ ℝ
389 384 388 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → F ⁡ X + s ∈ ℝ
390 389 adantlr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ − π π → F ⁡ X + s ∈ ℝ
391 iccssre ⊢ − π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ → − π π ⊆ ℝ
392 78 71 391 mp2an ⊢ − π π ⊆ ℝ
393 392 sseli ⊢ s ∈ − π π → s ∈ ℝ
394 393 371 sylan2 ⊢ n ∈ ℕ ∧ s ∈ − π π → D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
395 394 adantll ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ − π π → D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
396 390 395 remulcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ − π π → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
397 78 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → − π ∈ ℝ
398 71 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → π ∈ ℝ
399 1 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → F : ℝ ⟶ ℝ
400 26 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → X ∈ ℝ
401 91 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → N ∈ ℕ
402 92 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → V ∈ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ n = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 ⁡ N
403 134 adantlr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ i ∈ 0 ..^ N → F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
404 232 adantlr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ i ∈ 0 ..^ N → if d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ V ⁡ i = Q ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup f ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ f ≤ d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i j ∈ 0 ..^ M ⟼ ⦋ j / i⦌ C ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup f ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ f ≤ d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i F ⁡ d ∈ − π π ⟼ if d = π − π d ⁡ c ∈ ℝ ⟼ c + π − c T ⁢ T ⁡ V ⁡ i ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i
405 242 adantlr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ i ∈ 0 ..^ N → if e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ V ⁡ i + 1 = Q ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup h ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ h ≤ g ∈ − π π ⟼ if g = π − π g ⁡ e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i + 1 j ∈ 0 ..^ M ⟼ ⦋ j / i⦌ U ⁡ y ∈ ℝ ⟼ sup h ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ h ≤ g ∈ − π π ⟼ if g = π − π g ⁡ e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ y ℝ < ⁡ V ⁡ i F ⁡ e ∈ ℝ ⟼ e + π − e T ⁢ T ⁡ V ⁡ i + 1 ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i + 1
406 2 dirkercncf ⊢ n ∈ ℕ → D ⁡ n : ℝ ⟶cn ℝ
407 406 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → D ⁡ n : ℝ ⟶cn ℝ
408 eqid ⊢ s ∈ − π π ⟼ F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s = s ∈ − π π ⟼ F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s
409 397 398 399 400 66 401 402 403 404 405 320 3 407 408 fourierdlem84 ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → s ∈ − π π ⟼ F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ 𝐿 1
410 381 383 396 409 iblss ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → s ∈ − π 0 ⟼ F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ 𝐿 1
411 374 410 itgcl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds ∈ ℂ
412 361 362 363 411 fvmptd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
413 412 411 eqeltrd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n ∈ ℂ
414 eqidd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
415 340 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ m = n → ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
416 1 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ 0 π → F : ℝ ⟶ ℝ
417 26 adantr ⊢ φ ∧ s ∈ 0 π → X ∈ ℝ
418 elioore ⊢ s ∈ 0 π → s ∈ ℝ
419 418 adantl ⊢ φ ∧ s ∈ 0 π → s ∈ ℝ
420 417 419 readdcld ⊢ φ ∧ s ∈ 0 π → X + s ∈ ℝ
421 416 420 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ s ∈ 0 π → F ⁡ X + s ∈ ℝ
422 421 adantlr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ 0 π → F ⁡ X + s ∈ ℝ
423 418 371 sylan2 ⊢ n ∈ ℕ ∧ s ∈ 0 π → D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
424 423 adantll ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ 0 π → D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
425 422 424 remulcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ s ∈ 0 π → F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ ℝ
426 ioossicc ⊢ 0 π ⊆ 0 π
427 78 79 76 ltleii ⊢ − π ≤ 0
428 71 leidi ⊢ π ≤ π
429 iccss ⊢ − π ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ − π ≤ 0 ∧ π ≤ π → 0 π ⊆ − π π
430 78 71 427 428 429 mp4an ⊢ 0 π ⊆ − π π
431 426 430 sstri ⊢ 0 π ⊆ − π π
432 431 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → 0 π ⊆ − π π
433 ioombl ⊢ 0 π ∈ dom ⁡ vol
434 433 a1i ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → 0 π ∈ dom ⁡ vol
435 432 434 396 409 iblss ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → s ∈ 0 π ⟼ F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ∈ 𝐿 1
436 425 435 itgcl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds ∈ ℂ
437 414 415 363 436 fvmptd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n = ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
438 437 436 eqeltrd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n ∈ ℂ
439 eleq1w ⊢ m = n → m ∈ ℕ ↔ n ∈ ℕ
440 439 anbi2d ⊢ m = n → φ ∧ m ∈ ℕ ↔ φ ∧ n ∈ ℕ
441 fveq2 ⊢ m = n → Z ⁡ m = Z ⁡ n
442 276 340 oveq12d ⊢ m = n → ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
443 441 442 eqeq12d ⊢ m = n → Z ⁡ m = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ↔ Z ⁡ n = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
444 440 443 imbi12d ⊢ m = n → φ ∧ m ∈ ℕ → Z ⁡ m = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ↔ φ ∧ n ∈ ℕ → Z ⁡ n = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
445 oveq1 ⊢ n = m → n ⁢ x = m ⁢ x
446 445 fveq2d ⊢ n = m → cos ⁡ n ⁢ x = cos ⁡ m ⁢ x
447 446 oveq2d ⊢ n = m → F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x = F ⁡ x ⁢ cos ⁡ m ⁢ x
448 447 adantr ⊢ n = m ∧ x ∈ − π π → F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x = F ⁡ x ⁢ cos ⁡ m ⁢ x
449 448 itgeq2dv ⊢ n = m → ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x dx = ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ m ⁢ x dx
450 449 oveq1d ⊢ n = m → ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x dx π = ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ m ⁢ x dx π
451 450 cbvmptv ⊢ n ∈ ℕ 0 ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ n ⁢ x dx π = m ∈ ℕ 0 ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ m ⁢ x dx π
452 20 451 eqtri ⊢ A = m ∈ ℕ 0 ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ m ⁢ x dx π
453 445 fveq2d ⊢ n = m → sin ⁡ n ⁢ x = sin ⁡ m ⁢ x
454 453 oveq2d ⊢ n = m → F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x = F ⁡ x ⁢ sin ⁡ m ⁢ x
455 454 adantr ⊢ n = m ∧ x ∈ − π π → F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x = F ⁡ x ⁢ sin ⁡ m ⁢ x
456 455 itgeq2dv ⊢ n = m → ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x dx = ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ m ⁢ x dx
457 456 oveq1d ⊢ n = m → ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x dx π = ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ m ⁢ x dx π
458 457 cbvmptv ⊢ n ∈ ℕ ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ n ⁢ x dx π = m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ m ⁢ x dx π
459 21 458 eqtri ⊢ B = m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ m ⁢ x dx π
460 fveq2 ⊢ n = k → A ⁡ n = A ⁡ k
461 oveq1 ⊢ n = k → n ⁢ X = k ⁢ X
462 461 fveq2d ⊢ n = k → cos ⁡ n ⁢ X = cos ⁡ k ⁢ X
463 460 462 oveq12d ⊢ n = k → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X = A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X
464 fveq2 ⊢ n = k → B ⁡ n = B ⁡ k
465 461 fveq2d ⊢ n = k → sin ⁡ n ⁢ X = sin ⁡ k ⁢ X
466 464 465 oveq12d ⊢ n = k → B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
467 463 466 oveq12d ⊢ n = k → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
468 467 cbvsumv ⊢ ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
469 468 oveq2i ⊢ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
470 469 mpteq2i ⊢ m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
471 oveq2 ⊢ m = n → 1 … m = 1 … n
472 471 sumeq1d ⊢ m = n → ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
473 472 oveq2d ⊢ m = n → A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
474 473 cbvmptv ⊢ m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
475 fveq2 ⊢ k = m → A ⁡ k = A ⁡ m
476 oveq1 ⊢ k = m → k ⁢ X = m ⁢ X
477 476 fveq2d ⊢ k = m → cos ⁡ k ⁢ X = cos ⁡ m ⁢ X
478 475 477 oveq12d ⊢ k = m → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X = A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X
479 fveq2 ⊢ k = m → B ⁡ k = B ⁡ m
480 476 fveq2d ⊢ k = m → sin ⁡ k ⁢ X = sin ⁡ m ⁢ X
481 479 480 oveq12d ⊢ k = m → B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
482 478 481 oveq12d ⊢ k = m → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X + B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
483 482 cbvsumv ⊢ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = ∑ m = 1 n A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X + B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
484 483 oveq2i ⊢ A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = A ⁡ 0 2 + ∑ m = 1 n A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X + B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
485 484 mpteq2i ⊢ n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ m = 1 n A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X + B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
486 474 485 eqtri ⊢ m ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ m = 1 n A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X + B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
487 22 470 486 3eqtri ⊢ Z = n ∈ ℕ ⟼ A ⁡ 0 2 + ∑ m = 1 n A ⁡ m ⁢ cos ⁡ m ⁢ X + B ⁡ m ⁢ sin ⁡ m ⁢ X
488 oveq2 ⊢ y = x → X + y = X + x
489 488 fveq2d ⊢ y = x → F ⁡ X + y = F ⁡ X + x
490 fveq2 ⊢ y = x → D ⁡ m ⁡ y = D ⁡ m ⁡ x
491 489 490 oveq12d ⊢ y = x → F ⁡ X + y ⁢ D ⁡ m ⁡ y = F ⁡ X + x ⁢ D ⁡ m ⁡ x
492 491 cbvmptv ⊢ y ∈ ℝ ⟼ F ⁡ X + y ⁢ D ⁡ m ⁡ y = x ∈ ℝ ⟼ F ⁡ X + x ⁢ D ⁡ m ⁡ x
493 eqid ⊢ n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π - X ∧ p ⁡ n = π − X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1 = n ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … n | p ⁡ 0 = - π - X ∧ p ⁡ n = π − X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ n p ⁡ i < p ⁡ i + 1
494 fveq2 ⊢ j = i → Q ⁡ j = Q ⁡ i
495 494 oveq1d ⊢ j = i → Q ⁡ j − X = Q ⁡ i − X
496 495 cbvmptv ⊢ j ∈ 0 … M ⟼ Q ⁡ j − X = i ∈ 0 … M ⟼ Q ⁡ i − X
497 452 459 487 2 3 4 5 8 1 11 492 12 13 14 10 493 496 fourierdlem111 ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → Z ⁡ m = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds
498 444 497 chvarvv ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → Z ⁡ n = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
499 412 437 oveq12d ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n + m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n = ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds + ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ n ⁡ s ds
500 498 499 eqtr4d ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → Z ⁡ n = m ∈ ℕ ⟼ ∫ − π 0 F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n + m ∈ ℕ ⟼ ∫ 0 π F ⁡ X + s ⁢ D ⁡ m ⁡ s ds ⁡ n
501 41 49 52 65 39 40 334 338 360 413 438 500 climaddf ⊢ φ → Z ⇝ L 2 + R 2
502 limccl ⊢ F ↾ −∞ X lim ℂ X ⊆ ℂ
503 502 18 sselid ⊢ φ → L ∈ ℂ
504 limccl ⊢ F ↾ X +∞ lim ℂ X ⊆ ℂ
505 504 19 sselid ⊢ φ → R ∈ ℂ
506 2cnd ⊢ φ → 2 ∈ ℂ
507 2pos ⊢ 0 < 2
508 507 a1i ⊢ φ → 0 < 2
509 508 gt0ne0d ⊢ φ → 2 ≠ 0
510 503 505 506 509 divdird ⊢ φ → L + R 2 = L 2 + R 2
511 501 510 breqtrrd ⊢ φ → Z ⇝ L + R 2
512 0nn0 ⊢ 0 ∈ ℕ 0
513 1 adantr ⊢ φ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → F : ℝ ⟶ ℝ
514 eqid ⊢ − π π = − π π
515 ioossre ⊢ − π π ⊆ ℝ
516 515 a1i ⊢ φ → − π π ⊆ ℝ
517 1 516 feqresmpt ⊢ φ → F ↾ − π π = x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x
518 ioossicc ⊢ − π π ⊆ − π π
519 518 a1i ⊢ φ → − π π ⊆ − π π
520 ioombl ⊢ − π π ∈ dom ⁡ vol
521 520 a1i ⊢ φ → − π π ∈ dom ⁡ vol
522 1 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ − π π → F : ℝ ⟶ ℝ
523 386 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ − π π → x ∈ ℝ
524 522 523 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ x ∈ − π π → F ⁡ x ∈ ℝ
525 1 386 feqresmpt ⊢ φ → F ↾ − π π = x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x
526 187 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
527 1 526 fssd ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℂ
528 527 386 fssresd ⊢ φ → F ↾ − π π : − π π ⟶ ℂ
529 ioossicc ⊢ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
530 78 rexri ⊢ − π ∈ ℝ *
531 530 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → − π ∈ ℝ *
532 71 rexri ⊢ π ∈ ℝ *
533 532 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → π ∈ ℝ *
534 3 4 5 fourierdlem15 ⊢ φ → Q : 0 … M ⟶ − π π
535 534 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q : 0 … M ⟶ − π π
536 simpr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → i ∈ 0 ..^ M
537 531 533 535 536 fourierdlem8 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ − π π
538 529 537 sstrid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ − π π
539 538 resabs1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
540 539 12 eqeltrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
541 539 eqcomd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
542 541 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i = F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
543 13 542 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → C ∈ F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
544 541 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 = F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
545 14 544 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → U ∈ F ↾ − π π ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
546 3 4 5 528 540 543 545 fourierdlem69 ⊢ φ → F ↾ − π π ∈ 𝐿 1
547 525 546 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x ∈ 𝐿 1
548 519 521 524 547 iblss ⊢ φ → x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x ∈ 𝐿 1
549 517 548 eqeltrd ⊢ φ → F ↾ − π π ∈ 𝐿 1
550 549 adantr ⊢ φ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → F ↾ − π π ∈ 𝐿 1
551 simpr ⊢ φ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → 0 ∈ ℕ 0
552 513 514 550 20 551 fourierdlem16 ⊢ φ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → A ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x ∈ 𝐿 1 ∧ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ 0 ⋅ x dx ∈ ℝ
553 552 simplld ⊢ φ ∧ 0 ∈ ℕ 0 → A ⁡ 0 ∈ ℝ
554 512 553 mpan2 ⊢ φ → A ⁡ 0 ∈ ℝ
555 554 rehalfcld ⊢ φ → A ⁡ 0 2 ∈ ℝ
556 555 recnd ⊢ φ → A ⁡ 0 2 ∈ ℂ
557 335 mptex ⊢ n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ V
558 557 a1i ⊢ φ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ V
559 simpr ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → m ∈ ℕ
560 555 adantr ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → A ⁡ 0 2 ∈ ℝ
561 fzfid ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → 1 … m ∈ Fin
562 simpll ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ n ∈ 1 … m → φ
563 elfznn ⊢ n ∈ 1 … m → n ∈ ℕ
564 563 adantl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ n ∈ 1 … m → n ∈ ℕ
565 simpl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → φ
566 363 nnnn0d ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → n ∈ ℕ 0
567 eleq1w ⊢ k = n → k ∈ ℕ 0 ↔ n ∈ ℕ 0
568 567 anbi2d ⊢ k = n → φ ∧ k ∈ ℕ 0 ↔ φ ∧ n ∈ ℕ 0
569 fveq2 ⊢ k = n → A ⁡ k = A ⁡ n
570 569 eleq1d ⊢ k = n → A ⁡ k ∈ ℝ ↔ A ⁡ n ∈ ℝ
571 568 570 imbi12d ⊢ k = n → φ ∧ k ∈ ℕ 0 → A ⁡ k ∈ ℝ ↔ φ ∧ n ∈ ℕ 0 → A ⁡ n ∈ ℝ
572 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → F : ℝ ⟶ ℝ
573 549 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → F ↾ − π π ∈ 𝐿 1
574 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → k ∈ ℕ 0
575 572 514 573 20 574 fourierdlem16 ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → A ⁡ k ∈ ℝ ∧ x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x ∈ 𝐿 1 ∧ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ cos ⁡ k ⁢ x dx ∈ ℝ
576 575 simplld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → A ⁡ k ∈ ℝ
577 571 576 chvarvv ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 → A ⁡ n ∈ ℝ
578 565 566 577 syl2anc ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → A ⁡ n ∈ ℝ
579 363 nnred ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → n ∈ ℝ
580 579 400 remulcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → n ⁢ X ∈ ℝ
581 580 recoscld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → cos ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
582 578 581 remulcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
583 eleq1w ⊢ k = n → k ∈ ℕ ↔ n ∈ ℕ
584 583 anbi2d ⊢ k = n → φ ∧ k ∈ ℕ ↔ φ ∧ n ∈ ℕ
585 fveq2 ⊢ k = n → B ⁡ k = B ⁡ n
586 585 eleq1d ⊢ k = n → B ⁡ k ∈ ℝ ↔ B ⁡ n ∈ ℝ
587 584 586 imbi12d ⊢ k = n → φ ∧ k ∈ ℕ → B ⁡ k ∈ ℝ ↔ φ ∧ n ∈ ℕ → B ⁡ n ∈ ℝ
588 1 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → F : ℝ ⟶ ℝ
589 549 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → F ↾ − π π ∈ 𝐿 1
590 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → k ∈ ℕ
591 588 514 589 21 590 fourierdlem21 ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → B ⁡ k ∈ ℝ ∧ x ∈ − π π ⟼ F ⁡ x ⁢ sin ⁡ k ⁢ x ∈ 𝐿 1 ∧ ∫ − π π F ⁡ x ⁢ sin ⁡ k ⁢ x dx ∈ ℝ
592 591 simplld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → B ⁡ k ∈ ℝ
593 587 592 chvarvv ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → B ⁡ n ∈ ℝ
594 580 resincld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
595 593 594 remulcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
596 582 595 readdcld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
597 562 564 596 syl2anc ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ n ∈ 1 … m → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
598 561 597 fsumrecl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
599 560 598 readdcld ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ
600 22 fvmpt2 ⊢ m ∈ ℕ ∧ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℝ → Z ⁡ m = A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
601 559 599 600 syl2anc ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → Z ⁡ m = A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
602 601 599 eqeltrd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → Z ⁡ m ∈ ℝ
603 602 recnd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → Z ⁡ m ∈ ℂ
604 eqidd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
605 oveq2 ⊢ n = m → 1 … n = 1 … m
606 605 sumeq1d ⊢ n = m → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
607 606 adantl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ n = m → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
608 sumex ⊢ ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ V
609 608 a1i ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ V
610 604 607 559 609 fvmptd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ⁡ m = ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
611 560 recnd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → A ⁡ 0 2 ∈ ℂ
612 598 recnd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℂ
613 611 612 pncan2d ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X - A ⁡ 0 2 = ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
614 613 468 eqtr2di ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → ∑ k = 1 m A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X - A ⁡ 0 2
615 ovex ⊢ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ V
616 22 fvmpt2 ⊢ m ∈ ℕ ∧ A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ V → Z ⁡ m = A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
617 559 615 616 sylancl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → Z ⁡ m = A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
618 617 eqcomd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = Z ⁡ m
619 618 oveq1d ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → A ⁡ 0 2 + ∑ n = 1 m A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X - A ⁡ 0 2 = Z ⁡ m − A ⁡ 0 2
620 610 614 619 3eqtrd ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ⁡ m = Z ⁡ m − A ⁡ 0 2
621 39 40 511 556 558 603 620 climsubc1 ⊢ φ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2
622 seqex ⊢ seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ∈ V
623 622 a1i ⊢ φ → seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ∈ V
624 eqidd ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
625 oveq2 ⊢ n = l → 1 … n = 1 … l
626 625 sumeq1d ⊢ n = l → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
627 626 adantl ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ ∧ n = l → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
628 simpr ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → l ∈ ℕ
629 fzfid ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → 1 … l ∈ Fin
630 elfznn ⊢ k ∈ 1 … l → k ∈ ℕ
631 630 nnnn0d ⊢ k ∈ 1 … l → k ∈ ℕ 0
632 631 576 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → A ⁡ k ∈ ℝ
633 630 nnred ⊢ k ∈ 1 … l → k ∈ ℝ
634 633 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → k ∈ ℝ
635 8 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → X ∈ ℝ
636 634 635 remulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → k ⁢ X ∈ ℝ
637 636 recoscld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → cos ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
638 632 637 remulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
639 630 592 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → B ⁡ k ∈ ℝ
640 636 resincld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
641 639 640 remulcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
642 638 641 readdcld ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … l → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
643 642 adantlr ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … l → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
644 629 643 fsumrecl ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
645 624 627 628 644 fvmptd ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ⁡ l = ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
646 eleq1w ⊢ n = l → n ∈ ℕ ↔ l ∈ ℕ
647 646 anbi2d ⊢ n = l → φ ∧ n ∈ ℕ ↔ φ ∧ l ∈ ℕ
648 fveq2 ⊢ n = l → seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ n = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ l
649 626 648 eqeq12d ⊢ n = l → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ n ↔ ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ l
650 647 649 imbi12d ⊢ n = l → φ ∧ n ∈ ℕ → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ n ↔ φ ∧ l ∈ ℕ → ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ l
651 eqidd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
652 fveq2 ⊢ j = k → A ⁡ j = A ⁡ k
653 oveq1 ⊢ j = k → j ⁢ X = k ⁢ X
654 653 fveq2d ⊢ j = k → cos ⁡ j ⁢ X = cos ⁡ k ⁢ X
655 652 654 oveq12d ⊢ j = k → A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X = A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X
656 fveq2 ⊢ j = k → B ⁡ j = B ⁡ k
657 653 fveq2d ⊢ j = k → sin ⁡ j ⁢ X = sin ⁡ k ⁢ X
658 656 657 oveq12d ⊢ j = k → B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
659 655 658 oveq12d ⊢ j = k → A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
660 659 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n ∧ j = k → A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
661 elfznn ⊢ k ∈ 1 … n → k ∈ ℕ
662 661 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → k ∈ ℕ
663 simpll ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → φ
664 nnnn0 ⊢ k ∈ ℕ → k ∈ ℕ 0
665 nn0re ⊢ k ∈ ℕ 0 → k ∈ ℝ
666 665 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → k ∈ ℝ
667 8 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → X ∈ ℝ
668 666 667 remulcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → k ⁢ X ∈ ℝ
669 668 recoscld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → cos ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
670 576 669 remulcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
671 664 670 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
672 664 668 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → k ⁢ X ∈ ℝ
673 672 resincld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
674 592 673 remulcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
675 671 674 readdcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
676 663 662 675 syl2anc ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℝ
677 651 660 662 676 fvmptd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ k = A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X
678 363 39 eleqtrdi ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → n ∈ ℤ ≥ 1
679 676 recnd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … n → A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ∈ ℂ
680 677 678 679 fsumser ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ n
681 650 680 chvarvv ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → ∑ k = 1 l A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ l
682 645 681 eqtrd ⊢ φ ∧ l ∈ ℕ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ⁡ l = seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ l
683 39 558 623 40 682 climeq ⊢ φ → n ∈ ℕ ⟼ ∑ k = 1 n A ⁡ k ⁢ cos ⁡ k ⁢ X + B ⁡ k ⁢ sin ⁡ k ⁢ X ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2 ↔ seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2
684 621 683 mpbid ⊢ φ → seq 1 + j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2
685 38 684 eqbrtrd ⊢ φ → seq 1 + S ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2
686 eqidd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X
687 fveq2 ⊢ j = n → A ⁡ j = A ⁡ n
688 oveq1 ⊢ j = n → j ⁢ X = n ⁢ X
689 688 fveq2d ⊢ j = n → cos ⁡ j ⁢ X = cos ⁡ n ⁢ X
690 687 689 oveq12d ⊢ j = n → A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X = A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X
691 fveq2 ⊢ j = n → B ⁡ j = B ⁡ n
692 688 fveq2d ⊢ j = n → sin ⁡ j ⁢ X = sin ⁡ n ⁢ X
693 691 692 oveq12d ⊢ j = n → B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
694 690 693 oveq12d ⊢ j = n → A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
695 694 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ ∧ j = n → A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X = A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
696 686 695 363 596 fvmptd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → j ∈ ℕ ⟼ A ⁡ j ⁢ cos ⁡ j ⁢ X + B ⁡ j ⁢ sin ⁡ j ⁢ X ⁡ n = A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X
697 596 recnd ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ → A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X ∈ ℂ
698 39 40 696 697 684 isumclim ⊢ φ → ∑ n ∈ ℕ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = L + R 2 − A ⁡ 0 2
699 698 oveq2d ⊢ φ → A ⁡ 0 2 + ∑ n ∈ ℕ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = A ⁡ 0 2 + L + R 2 - A ⁡ 0 2
700 503 505 addcld ⊢ φ → L + R ∈ ℂ
701 700 halfcld ⊢ φ → L + R 2 ∈ ℂ
702 556 701 pncan3d ⊢ φ → A ⁡ 0 2 + L + R 2 - A ⁡ 0 2 = L + R 2
703 699 702 eqtrd ⊢ φ → A ⁡ 0 2 + ∑ n ∈ ℕ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = L + R 2
704 685 703 jca ⊢ φ → seq 1 + S ⇝ L + R 2 − A ⁡ 0 2 ∧ A ⁡ 0 2 + ∑ n ∈ ℕ A ⁡ n ⁢ cos ⁡ n ⁢ X + B ⁡ n ⁢ sin ⁡ n ⁢ X = L + R 2