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Theorem fourierdlem39

Description: Integration by parts of S. ( A (,) B ) ( ( Fx ) x. ( sin( R x. x ) ) ) _d x (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem39.a φA
fourierdlem39.b φB
fourierdlem39.aleb φAB
fourierdlem39.f φF:ABcn
fourierdlem39.g G=DF
fourierdlem39.gcn φG:ABcn
fourierdlem39.gbd φyxABGxy
fourierdlem39.r φR+
Assertion fourierdlem39 φABFxsinRxdx=FBcosRBR-FAcosRAR-ABGxcosRxRdx

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem39.a φA
2 fourierdlem39.b φB
3 fourierdlem39.aleb φAB
4 fourierdlem39.f φF:ABcn
5 fourierdlem39.g G=DF
6 fourierdlem39.gcn φG:ABcn
7 fourierdlem39.gbd φyxABGxy
8 fourierdlem39.r φR+
9 cncff F:ABcnF:AB
10 4 9 syl φF:AB
11 10 feqmptd φF=xABFx
12 11 eqcomd φxABFx=F
13 12 4 eqeltrd φxABFx:ABcn
14 coscn cos:cn
15 14 a1i φcos:cn
16 1 2 iccssred φAB
17 ax-resscn
18 16 17 sstrdi φAB
19 8 rpred φR
20 19 recnd φR
21 ssid
22 21 a1i φ
23 18 20 22 constcncfg φxABR:ABcn
24 18 22 idcncfg φxABx:ABcn
25 23 24 mulcncf φxABRx:ABcn
26 15 25 cncfmpt1f φxABcosRx:ABcn
27 8 rpcnne0d φRR0
28 eldifsn R0RR0
29 27 28 sylibr φR0
30 difssd φ0
31 18 29 30 constcncfg φxABR:ABcn0
32 26 31 divcncf φxABcosRxR:ABcn
33 32 negcncfg φxABcosRxR:ABcn
34 cncff G:ABcnG:AB
35 6 34 syl φG:AB
36 35 feqmptd φG=xABGx
37 36 eqcomd φxABGx=G
38 37 6 eqeltrd φxABGx:ABcn
39 sincn sin:cn
40 39 a1i φsin:cn
41 ioosscn AB
42 41 a1i φAB
43 42 20 22 constcncfg φxABR:ABcn
44 42 22 idcncfg φxABx:ABcn
45 43 44 mulcncf φxABRx:ABcn
46 40 45 cncfmpt1f φxABsinRx:ABcn
47 ioombl ABdomvol
48 47 a1i φABdomvol
49 volioo ABABvolAB=BA
50 1 2 3 49 syl3anc φvolAB=BA
51 2 1 resubcld φBA
52 50 51 eqeltrd φvolAB
53 eqid xABFx=xABFx
54 ioossicc ABAB
55 54 a1i φABAB
56 10 adantr φxABF:AB
57 55 sselda φxABxAB
58 56 57 ffvelcdmd φxABFx
59 53 13 55 22 58 cncfmptssg φxABFx:ABcn
60 59 46 mulcncf φxABFxsinRx:ABcn
61 cniccbdd ABF:ABcnyzABFzy
62 1 2 4 61 syl3anc φyzABFzy
63 nfra1 zzABFzy
64 54 sseli zABzAB
65 rspa zABFzyzABFzy
66 64 65 sylan2 zABFzyzABFzy
67 66 ex zABFzyzABFzy
68 63 67 ralrimi zABFzyzABFzy
69 68 a1i φyzABFzyzABFzy
70 69 reximdva φyzABFzyyzABFzy
71 62 70 mpd φyzABFzy
72 nfv zφy
73 nfra1 zzABFzy
74 72 73 nfan zφyzABFzy
75 simpll φyzABFzyzdomxABFxsinRxφy
76 simpr φzdomxABFxsinRxzdomxABFxsinRx
77 19 adantr φxABR
78 elioore xABx
79 78 adantl φxABx
80 77 79 remulcld φxABRx
81 80 resincld φxABsinRx
82 81 recnd φxABsinRx
83 58 82 mulcld φxABFxsinRx
84 83 ralrimiva φxABFxsinRx
85 dmmptg xABFxsinRxdomxABFxsinRx=AB
86 84 85 syl φdomxABFxsinRx=AB
87 86 adantr φzdomxABFxsinRxdomxABFxsinRx=AB
88 76 87 eleqtrd φzdomxABFxsinRxzAB
89 88 ad4ant14 φyzABFzyzdomxABFxsinRxzAB
90 simplr φzABFzyzdomxABFxsinRxzABFzy
91 88 adantlr φzABFzyzdomxABFxsinRxzAB
92 rspa zABFzyzABFzy
93 90 91 92 syl2anc φzABFzyzdomxABFxsinRxFzy
94 93 adantllr φyzABFzyzdomxABFxsinRxFzy
95 eqidd φzABxABFxsinRx=xABFxsinRx
96 fveq2 x=zFx=Fz
97 oveq2 x=zRx=Rz
98 97 fveq2d x=zsinRx=sinRz
99 96 98 oveq12d x=zFxsinRx=FzsinRz
100 99 adantl φzABx=zFxsinRx=FzsinRz
101 simpr φzABzAB
102 10 adantr φzABF:AB
103 54 101 sselid φzABzAB
104 102 103 ffvelcdmd φzABFz
105 20 adantr φzABR
106 41 101 sselid φzABz
107 105 106 mulcld φzABRz
108 107 sincld φzABsinRz
109 104 108 mulcld φzABFzsinRz
110 95 100 101 109 fvmptd φzABxABFxsinRxz=FzsinRz
111 110 fveq2d φzABxABFxsinRxz=FzsinRz
112 104 108 absmuld φzABFzsinRz=FzsinRz
113 111 112 eqtrd φzABxABFxsinRxz=FzsinRz
114 113 adantlr φyzABxABFxsinRxz=FzsinRz
115 114 adantr φyzABFzyxABFxsinRxz=FzsinRz
116 simplll φyzABFzyφ
117 simplr φyzABFzyzAB
118 116 117 104 syl2anc φyzABFzyFz
119 118 abscld φyzABFzyFz
120 20 ad3antrrr φyzABFzyR
121 41 117 sselid φyzABFzyz
122 120 121 mulcld φyzABFzyRz
123 122 sincld φyzABFzysinRz
124 123 abscld φyzABFzysinRz
125 119 124 remulcld φyzABFzyFzsinRz
126 1red φyzABFzy1
127 119 126 remulcld φyzABFzyFz1
128 simpllr φyzABFzyy
129 128 126 remulcld φyzABFzyy1
130 108 abscld φzABsinRz
131 1red φzAB1
132 104 abscld φzABFz
133 104 absge0d φzAB0Fz
134 19 adantr φzABR
135 elioore zABz
136 135 adantl φzABz
137 134 136 remulcld φzABRz
138 abssinbd RzsinRz1
139 137 138 syl φzABsinRz1
140 130 131 132 133 139 lemul2ad φzABFzsinRzFz1
141 140 adantlr φyzABFzsinRzFz1
142 141 adantr φyzABFzyFzsinRzFz1
143 0le1 01
144 143 a1i φyzABFzy01
145 simpr φyzABFzyFzy
146 119 128 126 144 145 lemul1ad φyzABFzyFz1y1
147 125 127 129 142 146 letrd φyzABFzyFzsinRzy1
148 115 147 eqbrtrd φyzABFzyxABFxsinRxzy1
149 128 recnd φyzABFzyy
150 149 mulridd φyzABFzyy1=y
151 148 150 breqtrd φyzABFzyxABFxsinRxzy
152 75 89 94 151 syl21anc φyzABFzyzdomxABFxsinRxxABFxsinRxzy
153 152 ex φyzABFzyzdomxABFxsinRxxABFxsinRxzy
154 74 153 ralrimi φyzABFzyzdomxABFxsinRxxABFxsinRxzy
155 154 ex φyzABFzyzdomxABFxsinRxxABFxsinRxzy
156 155 reximdva φyzABFzyyzdomxABFxsinRxxABFxsinRxzy
157 71 156 mpd φyzdomxABFxsinRxxABFxsinRxzy
158 48 52 60 157 cnbdibl φxABFxsinRx𝐿1
159 15 45 cncfmpt1f φxABcosRx:ABcn
160 42 29 30 constcncfg φxABR:ABcn0
161 159 160 divcncf φxABcosRxR:ABcn
162 161 negcncfg φxABcosRxR:ABcn
163 38 162 mulcncf φxABGxcosRxR:ABcn
164 simpr φyy
165 19 adantr φyR
166 8 rpne0d φR0
167 166 adantr φyR0
168 164 165 167 redivcld φyyR
169 168 adantr φyxABGxyyR
170 simpr φzdomxABGxcosRxRzdomxABGxcosRxR
171 35 ffvelcdmda φxABGx
172 20 adantr φxABR
173 78 recnd xABx
174 173 adantl φxABx
175 172 174 mulcld φxABRx
176 175 coscld φxABcosRx
177 166 adantr φxABR0
178 176 172 177 divcld φxABcosRxR
179 178 negcld φxABcosRxR
180 171 179 mulcld φxABGxcosRxR
181 180 ralrimiva φxABGxcosRxR
182 181 adantr φzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxR
183 dmmptg xABGxcosRxRdomxABGxcosRxR=AB
184 182 183 syl φzdomxABGxcosRxRdomxABGxcosRxR=AB
185 170 184 eleqtrd φzdomxABGxcosRxRzAB
186 185 ad4ant14 φyxABGxyzdomxABGxcosRxRzAB
187 eqidd φzABxABGxcosRxR=xABGxcosRxR
188 fveq2 x=zGx=Gz
189 97 fveq2d x=zcosRx=cosRz
190 189 oveq1d x=zcosRxR=cosRzR
191 190 negeqd x=zcosRxR=cosRzR
192 188 191 oveq12d x=zGxcosRxR=GzcosRzR
193 192 adantl φzABx=zGxcosRxR=GzcosRzR
194 35 ffvelcdmda φzABGz
195 107 coscld φzABcosRz
196 166 adantr φzABR0
197 195 105 196 divcld φzABcosRzR
198 197 negcld φzABcosRzR
199 194 198 mulcld φzABGzcosRzR
200 187 193 101 199 fvmptd φzABxABGxcosRxRz=GzcosRzR
201 200 fveq2d φzABxABGxcosRxRz=GzcosRzR
202 201 ad4ant14 φyxABGxyzABxABGxcosRxRz=GzcosRzR
203 35 ad2antrr φyxABGxyG:AB
204 203 ffvelcdmda φyxABGxyzABGz
205 204 abscld φyxABGxyzABGz
206 simpllr φyxABGxyzABy
207 20 ad3antrrr φyxABGxyzABR
208 106 ad4ant14 φyxABGxyzABz
209 207 208 mulcld φyxABGxyzABRz
210 209 coscld φyxABGxyzABcosRz
211 166 ad3antrrr φyxABGxyzABR0
212 210 207 211 divcld φyxABGxyzABcosRzR
213 212 negcld φyxABGxyzABcosRzR
214 213 abscld φyxABGxyzABcosRzR
215 8 rprecred φ1R
216 215 ad3antrrr φyxABGxyzAB1R
217 204 absge0d φyxABGxyzAB0Gz
218 213 absge0d φyxABGxyzAB0cosRzR
219 188 fveq2d x=zGx=Gz
220 219 breq1d x=zGxyGzy
221 220 rspccva xABGxyzABGzy
222 221 adantll φyxABGxyzABGzy
223 197 absnegd φzABcosRzR=cosRzR
224 195 105 196 absdivd φzABcosRzR=cosRzR
225 8 rpge0d φ0R
226 19 225 absidd φR=R
227 226 oveq2d φcosRzR=cosRzR
228 227 adantr φzABcosRzR=cosRzR
229 223 224 228 3eqtrd φzABcosRzR=cosRzR
230 195 abscld φzABcosRz
231 8 adantr φzABR+
232 abscosbd RzcosRz1
233 137 232 syl φzABcosRz1
234 230 131 231 233 lediv1dd φzABcosRzR1R
235 229 234 eqbrtrd φzABcosRzR1R
236 235 ad4ant14 φyxABGxyzABcosRzR1R
237 205 206 214 216 217 218 222 236 lemul12ad φyxABGxyzABGzcosRzRy1R
238 194 198 absmuld φzABGzcosRzR=GzcosRzR
239 238 ad4ant14 φyxABGxyzABGzcosRzR=GzcosRzR
240 206 recnd φyxABGxyzABy
241 240 207 211 divrecd φyxABGxyzAByR=y1R
242 237 239 241 3brtr4d φyxABGxyzABGzcosRzRyR
243 202 242 eqbrtrd φyxABGxyzABxABGxcosRxRzyR
244 186 243 syldan φyxABGxyzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzyR
245 244 ralrimiva φyxABGxyzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzyR
246 breq2 w=yRxABGxcosRxRzwxABGxcosRxRzyR
247 246 ralbidv w=yRzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzwzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzyR
248 247 rspcev yRzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzyRwzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzw
249 169 245 248 syl2anc φyxABGxywzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzw
250 249 7 r19.29a φwzdomxABGxcosRxRxABGxcosRxRzw
251 48 52 163 250 cnbdibl φxABGxcosRxR𝐿1
252 12 oveq2d φdxABFxdx=DF
253 5 eqcomi DF=G
254 253 a1i φDF=G
255 252 254 36 3eqtrd φdxABFxdx=xABGx
256 reelprrecn
257 256 a1i φ
258 20 adantr φxR
259 recn xx
260 259 adantl φxx
261 258 260 mulcld φxRx
262 261 coscld φxcosRx
263 166 adantr φxR0
264 262 258 263 divcld φxcosRxR
265 264 negcld φxcosRxR
266 19 adantr φxR
267 simpr φxx
268 266 267 remulcld φxRx
269 268 resincld φxsinRx
270 269 renegcld φxsinRx
271 270 266 remulcld φxsinRxR
272 271 266 263 redivcld φxsinRxRR
273 272 renegcld φxsinRxRR
274 recoscl ycosy
275 274 adantl φycosy
276 275 recnd φycosy
277 resincl ysiny
278 277 renegcld ysiny
279 278 adantl φysiny
280 1red φx1
281 257 dvmptid φdxxdx=x1
282 257 260 280 281 20 dvmptcmul φdxRxdx=xR1
283 258 mulridd φxR1=R
284 283 mpteq2dva φxR1=xR
285 282 284 eqtrd φdxRxdx=xR
286 dvcosre dycosydy=ysiny
287 286 a1i φdycosydy=ysiny
288 fveq2 y=Rxcosy=cosRx
289 fveq2 y=Rxsiny=sinRx
290 289 negeqd y=Rxsiny=sinRx
291 257 257 268 266 276 279 285 287 288 290 dvmptco φdxcosRxdx=xsinRxR
292 257 262 271 291 20 166 dvmptdivc φdxcosRxRdx=xsinRxRR
293 257 264 272 292 dvmptneg φdxcosRxRdx=xsinRxRR
294 eqid TopOpenfld=TopOpenfld
295 294 tgioo2 topGenran.=TopOpenfld𝑡
296 iccntr ABinttopGenran.AB=AB
297 1 2 296 syl2anc φinttopGenran.AB=AB
298 257 265 273 293 16 295 294 297 dvmptres2 φdxABcosRxRdx=xABsinRxRR
299 82 172 mulneg1d φxABsinRxR=sinRxR
300 299 oveq1d φxABsinRxRR=sinRxRR
301 82 172 mulcld φxABsinRxR
302 301 172 177 divnegd φxABsinRxRR=sinRxRR
303 300 302 eqtr4d φxABsinRxRR=sinRxRR
304 303 negeqd φxABsinRxRR=sinRxRR
305 301 172 177 divcld φxABsinRxRR
306 305 negnegd φxABsinRxRR=sinRxRR
307 82 172 177 divcan4d φxABsinRxRR=sinRx
308 304 306 307 3eqtrd φxABsinRxRR=sinRx
309 308 mpteq2dva φxABsinRxRR=xABsinRx
310 298 309 eqtrd φdxABcosRxRdx=xABsinRx
311 fveq2 x=AFx=FA
312 oveq2 x=ARx=RA
313 312 fveq2d x=AcosRx=cosRA
314 313 oveq1d x=AcosRxR=cosRAR
315 314 negeqd x=AcosRxR=cosRAR
316 311 315 oveq12d x=AFxcosRxR=FAcosRAR
317 316 adantl φx=AFxcosRxR=FAcosRAR
318 fveq2 x=BFx=FB
319 oveq2 x=BRx=RB
320 319 fveq2d x=BcosRx=cosRB
321 320 oveq1d x=BcosRxR=cosRBR
322 321 negeqd x=BcosRxR=cosRBR
323 318 322 oveq12d x=BFxcosRxR=FBcosRBR
324 323 adantl φx=BFxcosRxR=FBcosRBR
325 1 2 3 13 33 38 46 158 251 255 310 317 324 itgparts φABFxsinRxdx=FBcosRBR-FAcosRAR-ABGxcosRxRdx