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Theorem fourierdlem70

Description: A piecewise continuous function is bounded. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem70.a φA
fourierdlem70.2 φB
fourierdlem70.aleb φAB
fourierdlem70.f φF:AB
fourierdlem70.m φM
fourierdlem70.q φQ:0M
fourierdlem70.q0 φQ0=A
fourierdlem70.qm φQM=B
fourierdlem70.qlt φi0..^MQi<Qi+1
fourierdlem70.fcn φi0..^MFQiQi+1:QiQi+1cn
fourierdlem70.r φi0..^MRFQiQi+1limQi
fourierdlem70.l φi0..^MLFQiQi+1limQi+1
fourierdlem70.i I=i0..^MQiQi+1
Assertion fourierdlem70 φxsABFsx

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem70.a φA
2 fourierdlem70.2 φB
3 fourierdlem70.aleb φAB
4 fourierdlem70.f φF:AB
5 fourierdlem70.m φM
6 fourierdlem70.q φQ:0M
7 fourierdlem70.q0 φQ0=A
8 fourierdlem70.qm φQM=B
9 fourierdlem70.qlt φi0..^MQi<Qi+1
10 fourierdlem70.fcn φi0..^MFQiQi+1:QiQi+1cn
11 fourierdlem70.r φi0..^MRFQiQi+1limQi
12 fourierdlem70.l φi0..^MLFQiQi+1limQi+1
13 fourierdlem70.i I=i0..^MQiQi+1
14 prfi ranQranIFin
15 14 a1i φranQranIFin
16 simpr φsranQranIsranQranI
17 ovex 0MV
18 fex Q:0M0MVQV
19 6 17 18 sylancl φQV
20 rnexg QVranQV
21 19 20 syl φranQV
22 fzofi 0..^MFin
23 13 rnmptfi 0..^MFinranIFin
24 22 23 ax-mp ranIFin
25 24 elexi ranIV
26 25 uniex ranIV
27 uniprg ranQVranIVranQranI=ranQranI
28 21 26 27 sylancl φranQranI=ranQranI
29 28 adantr φsranQranIranQranI=ranQranI
30 16 29 eleqtrd φsranQranIsranQranI
31 eqid yv0y|v0=Avy=Bi0..^yvi<vi+1=yv0y|v0=Avy=Bi0..^yvi<vi+1
32 reex V
33 32 17 elmap Q0MQ:0M
34 6 33 sylibr φQ0M
35 7 8 jca φQ0=AQM=B
36 9 ralrimiva φi0..^MQi<Qi+1
37 34 35 36 jca32 φQ0MQ0=AQM=Bi0..^MQi<Qi+1
38 31 fourierdlem2 MQyv0y|v0=Avy=Bi0..^yvi<vi+1MQ0MQ0=AQM=Bi0..^MQi<Qi+1
39 5 38 syl φQyv0y|v0=Avy=Bi0..^yvi<vi+1MQ0MQ0=AQM=Bi0..^MQi<Qi+1
40 37 39 mpbird φQyv0y|v0=Avy=Bi0..^yvi<vi+1M
41 31 5 40 fourierdlem15 φQ:0MAB
42 41 frnd φranQAB
43 42 sselda φsranQsAB
44 43 adantlr φsranQranIsranQsAB
45 simpll φsranQranI¬sranQφ
46 elunnel1 sranQranI¬sranQsranI
47 46 adantll φsranQranI¬sranQsranI
48 simpr φsranIsranI
49 13 funmpt2 FunI
50 elunirn FunIsranIidomIsIi
51 49 50 mp1i φsranIsranIidomIsIi
52 48 51 mpbid φsranIidomIsIi
53 id idomIidomI
54 ovex QiQi+1V
55 54 13 dmmpti domI=0..^M
56 53 55 eleqtrdi idomIi0..^M
57 13 fvmpt2 i0..^MQiQi+1VIi=QiQi+1
58 56 54 57 sylancl idomIIi=QiQi+1
59 58 adantl φidomIIi=QiQi+1
60 ioossicc QiQi+1QiQi+1
61 1 rexrd φA*
62 61 adantr φidomIA*
63 2 rexrd φB*
64 63 adantr φidomIB*
65 41 adantr φidomIQ:0MAB
66 56 adantl φidomIi0..^M
67 62 64 65 66 fourierdlem8 φidomIQiQi+1AB
68 60 67 sstrid φidomIQiQi+1AB
69 59 68 eqsstrd φidomIIiAB
70 69 3adant3 φidomIsIiIiAB
71 simp3 φidomIsIisIi
72 70 71 sseldd φidomIsIisAB
73 72 3exp φidomIsIisAB
74 73 adantr φsranIidomIsIisAB
75 74 rexlimdv φsranIidomIsIisAB
76 52 75 mpd φsranIsAB
77 45 47 76 syl2anc φsranQranI¬sranQsAB
78 44 77 pm2.61dan φsranQranIsAB
79 30 78 syldan φsranQranIsAB
80 4 ffvelcdmda φsABFs
81 79 80 syldan φsranQranIFs
82 81 recnd φsranQranIFs
83 82 abscld φsranQranIFs
84 simpr φw=ranQw=ranQ
85 6 adantr φw=ranQQ:0M
86 fzfid φw=ranQ0MFin
87 rnffi Q:0M0MFinranQFin
88 85 86 87 syl2anc φw=ranQranQFin
89 84 88 eqeltrd φw=ranQwFin
90 89 adantlr φwranQranIw=ranQwFin
91 4 ad2antrr φw=ranQswF:AB
92 simpll φw=ranQswφ
93 simpr w=ranQswsw
94 simpl w=ranQsww=ranQ
95 93 94 eleqtrd w=ranQswsranQ
96 95 adantll φw=ranQswsranQ
97 92 96 43 syl2anc φw=ranQswsAB
98 91 97 ffvelcdmd φw=ranQswFs
99 98 recnd φw=ranQswFs
100 99 abscld φw=ranQswFs
101 100 ralrimiva φw=ranQswFs
102 101 adantlr φwranQranIw=ranQswFs
103 fimaxre3 wFinswFszswFsz
104 90 102 103 syl2anc φwranQranIw=ranQzswFsz
105 simpll φwranQranI¬w=ranQφ
106 neqne ¬w=ranQwranQ
107 elprn1 wranQranIwranQw=ranI
108 106 107 sylan2 wranQranI¬w=ranQw=ranI
109 108 adantll φwranQranI¬w=ranQw=ranI
110 22 23 mp1i φw=ranIranIFin
111 ax-resscn
112 111 a1i φ
113 4 112 fssd φF:AB
114 113 ad2antrr φw=ranIsranIF:AB
115 76 adantlr φw=ranIsranIsAB
116 114 115 ffvelcdmd φw=ranIsranIFs
117 116 abscld φw=ranIsranIFs
118 54 13 fnmpti IFn0..^M
119 fvelrnb IFn0..^MtranIi0..^MIi=t
120 118 119 ax-mp tranIi0..^MIi=t
121 120 biimpi tranIi0..^MIi=t
122 121 adantl φtranIi0..^MIi=t
123 6 adantr φi0..^MQ:0M
124 elfzofz i0..^Mi0M
125 124 adantl φi0..^Mi0M
126 123 125 ffvelcdmd φi0..^MQi
127 fzofzp1 i0..^Mi+10M
128 127 adantl φi0..^Mi+10M
129 123 128 ffvelcdmd φi0..^MQi+1
130 126 129 10 12 11 cncfioobd φi0..^MbsQiQi+1FQiQi+1sb
131 fvres sQiQi+1FQiQi+1s=Fs
132 131 fveq2d sQiQi+1FQiQi+1s=Fs
133 132 breq1d sQiQi+1FQiQi+1sbFsb
134 133 adantl φi0..^MsQiQi+1FQiQi+1sbFsb
135 134 ralbidva φi0..^MsQiQi+1FQiQi+1sbsQiQi+1Fsb
136 135 rexbidv φi0..^MbsQiQi+1FQiQi+1sbbsQiQi+1Fsb
137 130 136 mpbid φi0..^MbsQiQi+1Fsb
138 137 3adant3 φi0..^MIi=tbsQiQi+1Fsb
139 54 57 mpan2 i0..^MIi=QiQi+1
140 139 eqcomd i0..^MQiQi+1=Ii
141 140 adantr i0..^MIi=tQiQi+1=Ii
142 simpr i0..^MIi=tIi=t
143 141 142 eqtrd i0..^MIi=tQiQi+1=t
144 143 raleqdv i0..^MIi=tsQiQi+1FsbstFsb
145 144 rexbidv i0..^MIi=tbsQiQi+1FsbbstFsb
146 145 3adant1 φi0..^MIi=tbsQiQi+1FsbbstFsb
147 138 146 mpbid φi0..^MIi=tbstFsb
148 147 3exp φi0..^MIi=tbstFsb
149 148 adantr φtranIi0..^MIi=tbstFsb
150 149 rexlimdv φtranIi0..^MIi=tbstFsb
151 122 150 mpd φtranIbstFsb
152 151 adantlr φw=ranItranIbstFsb
153 eqimss w=ranIwranI
154 153 adantl φw=ranIwranI
155 110 117 152 154 ssfiunibd φw=ranIzswFsz
156 105 109 155 syl2anc φwranQranI¬w=ranQzswFsz
157 104 156 pm2.61dan φwranQranIzswFsz
158 5 ad2antrr φtAB¬tranQM
159 6 ad2antrr φtAB¬tranQQ:0M
160 simpr φtABtAB
161 7 eqcomd φA=Q0
162 8 eqcomd φB=QM
163 161 162 oveq12d φAB=Q0QM
164 163 adantr φtABAB=Q0QM
165 160 164 eleqtrd φtABtQ0QM
166 165 adantr φtAB¬tranQtQ0QM
167 simpr φtAB¬tranQ¬tranQ
168 fveq2 k=jQk=Qj
169 168 breq1d k=jQk<tQj<t
170 169 cbvrabv k0..^M|Qk<t=j0..^M|Qj<t
171 170 supeq1i supk0..^M|Qk<t<=supj0..^M|Qj<t<
172 158 159 166 167 171 fourierdlem25 φtAB¬tranQi0..^MtQiQi+1
173 139 eleq2d i0..^MtIitQiQi+1
174 173 rexbiia i0..^MtIii0..^MtQiQi+1
175 172 174 sylibr φtAB¬tranQi0..^MtIi
176 55 eqcomi 0..^M=domI
177 176 rexeqi i0..^MtIiidomItIi
178 175 177 sylib φtAB¬tranQidomItIi
179 elunirn FunItranIidomItIi
180 49 179 mp1i φtAB¬tranQtranIidomItIi
181 178 180 mpbird φtAB¬tranQtranI
182 181 ex φtAB¬tranQtranI
183 182 orrd φtABtranQtranI
184 elun tranQranItranQtranI
185 183 184 sylibr φtABtranQranI
186 185 ralrimiva φtABtranQranI
187 dfss3 ABranQranItABtranQranI
188 186 187 sylibr φABranQranI
189 188 28 sseqtrrd φABranQranI
190 15 83 157 189 ssfiunibd φxsABFsx