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Theorem fourierdlem88

Description: Given a piecewise continuous function F , a continuous function K and a continuous function S , the function G is integrable. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem88.1 ⊢ P = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ m = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
fourierdlem88.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℝ
fourierdlem88.x ⊢ φ → X ∈ ran ⁡ V
fourierdlem88.y ⊢ φ → Y ∈ F ↾ X +∞ lim ℂ X
fourierdlem88.w ⊢ φ → W ∈ F ↾ −∞ X lim ℂ X
fourierdlem88.h ⊢ H = s ∈ − π π ⟼ if s = 0 0 F ⁡ X + s − if 0 < s Y W s
fourierdlem88.k ⊢ K = s ∈ − π π ⟼ if s = 0 1 s 2 ⁢ sin ⁡ s 2
fourierdlem88.u ⊢ U = s ∈ − π π ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s
fourierdlem88.n ⊢ φ → N ∈ ℝ
fourierdlem88.s ⊢ S = s ∈ − π π ⟼ sin ⁡ N + 1 2 ⁢ s
fourierdlem88.g ⊢ G = s ∈ − π π ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s
fourierdlem88.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
fourierdlem88.v ⊢ φ → V ∈ P ⁡ M
fourierdlem88.fcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
fourierdlem88.r ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → R ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i
fourierdlem88.l ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → L ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i + 1
fourierdlem88.q ⊢ Q = i ∈ 0 … M ⟼ V ⁡ i − X
fourierdlem88.o ⊢ O = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ m = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
fourierdlem88.i ⊢ I = ℝ D F
fourierdlem88.ifn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → I ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℝ
fourierdlem88.c ⊢ φ → C ∈ I ↾ −∞ X lim ℂ X
fourierdlem88.d ⊢ φ → D ∈ I ↾ X +∞ lim ℂ X
Assertion fourierdlem88 ⊢ φ → G ∈ 𝐿 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem88.1 ⊢ P = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = - π + X ∧ p ⁡ m = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
2 fourierdlem88.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℝ
3 fourierdlem88.x ⊢ φ → X ∈ ran ⁡ V
4 fourierdlem88.y ⊢ φ → Y ∈ F ↾ X +∞ lim ℂ X
5 fourierdlem88.w ⊢ φ → W ∈ F ↾ −∞ X lim ℂ X
6 fourierdlem88.h ⊢ H = s ∈ − π π ⟼ if s = 0 0 F ⁡ X + s − if 0 < s Y W s
7 fourierdlem88.k ⊢ K = s ∈ − π π ⟼ if s = 0 1 s 2 ⁢ sin ⁡ s 2
8 fourierdlem88.u ⊢ U = s ∈ − π π ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s
9 fourierdlem88.n ⊢ φ → N ∈ ℝ
10 fourierdlem88.s ⊢ S = s ∈ − π π ⟼ sin ⁡ N + 1 2 ⁢ s
11 fourierdlem88.g ⊢ G = s ∈ − π π ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s
12 fourierdlem88.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
13 fourierdlem88.v ⊢ φ → V ∈ P ⁡ M
14 fourierdlem88.fcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
15 fourierdlem88.r ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → R ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i
16 fourierdlem88.l ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → L ∈ F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 lim ℂ V ⁡ i + 1
17 fourierdlem88.q ⊢ Q = i ∈ 0 … M ⟼ V ⁡ i − X
18 fourierdlem88.o ⊢ O = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = − π ∧ p ⁡ m = π ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
19 fourierdlem88.i ⊢ I = ℝ D F
20 fourierdlem88.ifn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → I ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℝ
21 fourierdlem88.c ⊢ φ → C ∈ I ↾ −∞ X lim ℂ X
22 fourierdlem88.d ⊢ φ → D ∈ I ↾ X +∞ lim ℂ X
23 pire ⊢ π ∈ ℝ
24 23 a1i ⊢ φ → π ∈ ℝ
25 24 renegcld ⊢ φ → − π ∈ ℝ
26 1 fourierdlem2 ⊢ M ∈ ℕ → V ∈ P ⁡ M ↔ V ∈ ℝ 0 … M ∧ V ⁡ 0 = - π + X ∧ V ⁡ M = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M V ⁡ i < V ⁡ i + 1
27 12 26 syl ⊢ φ → V ∈ P ⁡ M ↔ V ∈ ℝ 0 … M ∧ V ⁡ 0 = - π + X ∧ V ⁡ M = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M V ⁡ i < V ⁡ i + 1
28 13 27 mpbid ⊢ φ → V ∈ ℝ 0 … M ∧ V ⁡ 0 = - π + X ∧ V ⁡ M = π + X ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M V ⁡ i < V ⁡ i + 1
29 28 simpld ⊢ φ → V ∈ ℝ 0 … M
30 elmapi ⊢ V ∈ ℝ 0 … M → V : 0 … M ⟶ ℝ
31 frn ⊢ V : 0 … M ⟶ ℝ → ran ⁡ V ⊆ ℝ
32 29 30 31 3syl ⊢ φ → ran ⁡ V ⊆ ℝ
33 32 3 sseldd ⊢ φ → X ∈ ℝ
34 25 24 33 1 18 12 13 17 fourierdlem14 ⊢ φ → Q ∈ O ⁡ M
35 ioossre ⊢ X +∞ ⊆ ℝ
36 35 a1i ⊢ φ → X +∞ ⊆ ℝ
37 2 36 fssresd ⊢ φ → F ↾ X +∞ : X +∞ ⟶ ℝ
38 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
39 36 38 sstrdi ⊢ φ → X +∞ ⊆ ℂ
40 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
41 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
42 41 a1i ⊢ φ → +∞ ∈ ℝ *
43 33 ltpnfd ⊢ φ → X < +∞
44 40 42 33 43 lptioo1cn ⊢ φ → X ∈ limPt ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ⁡ X +∞
45 37 39 44 4 limcrecl ⊢ φ → Y ∈ ℝ
46 ioossre ⊢ −∞ X ⊆ ℝ
47 46 a1i ⊢ φ → −∞ X ⊆ ℝ
48 2 47 fssresd ⊢ φ → F ↾ −∞ X : −∞ X ⟶ ℝ
49 47 38 sstrdi ⊢ φ → −∞ X ⊆ ℂ
50 mnfxr ⊢ −∞ ∈ ℝ *
51 50 a1i ⊢ φ → −∞ ∈ ℝ *
52 33 mnfltd ⊢ φ → −∞ < X
53 40 51 33 52 lptioo2cn ⊢ φ → X ∈ limPt ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ⁡ −∞ X
54 48 49 53 5 limcrecl ⊢ φ → W ∈ ℝ
55 2 33 45 54 6 7 8 fourierdlem55 ⊢ φ → U : − π π ⟶ ℝ
56 55 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → U ⁡ s ∈ ℝ
57 10 fourierdlem5 ⊢ N ∈ ℝ → S : − π π ⟶ ℝ
58 9 57 syl ⊢ φ → S : − π π ⟶ ℝ
59 58 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → S ⁡ s ∈ ℝ
60 56 59 remulcld ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → U ⁡ s ⁢ S ⁡ s ∈ ℝ
61 60 recnd ⊢ φ ∧ s ∈ − π π → U ⁡ s ⁢ S ⁡ s ∈ ℂ
62 61 11 fmptd ⊢ φ → G : − π π ⟶ ℂ
63 ssid ⊢ ℂ ⊆ ℂ
64 cncfss ⊢ ℝ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℝ ⊆ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
65 38 63 64 mp2an ⊢ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℝ ⊆ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
66 2 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F : ℝ ⟶ ℝ
67 18 12 34 fourierdlem15 ⊢ φ → Q : 0 … M ⟶ − π π
68 67 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q : 0 … M ⟶ − π π
69 elfzofz ⊢ i ∈ 0 ..^ M → i ∈ 0 … M
70 69 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → i ∈ 0 … M
71 68 70 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i ∈ − π π
72 fzofzp1 ⊢ i ∈ 0 ..^ M → i + 1 ∈ 0 … M
73 72 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → i + 1 ∈ 0 … M
74 68 73 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + 1 ∈ − π π
75 33 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → X ∈ ℝ
76 1 12 13 3 fourierdlem12 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → ¬ X ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1
77 75 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → X ∈ ℂ
78 77 addlidd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → 0 + X = X
79 23 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → π ∈ ℝ
80 79 renegcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → − π ∈ ℝ
81 80 75 readdcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → - π + X ∈ ℝ
82 79 75 readdcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → π + X ∈ ℝ
83 81 82 iccssred ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → - π + X π + X ⊆ ℝ
84 1 12 13 fourierdlem15 ⊢ φ → V : 0 … M ⟶ - π + X π + X
85 84 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V : 0 … M ⟶ - π + X π + X
86 85 70 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i ∈ - π + X π + X
87 83 86 sseldd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i ∈ ℝ
88 87 75 resubcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i − X ∈ ℝ
89 17 fvmpt2 ⊢ i ∈ 0 … M ∧ V ⁡ i − X ∈ ℝ → Q ⁡ i = V ⁡ i − X
90 70 88 89 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i = V ⁡ i − X
91 90 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + X = V ⁡ i - X + X
92 87 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i ∈ ℂ
93 92 77 npcand ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i - X + X = V ⁡ i
94 91 93 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + X = V ⁡ i
95 fveq2 ⊢ i = j → V ⁡ i = V ⁡ j
96 95 oveq1d ⊢ i = j → V ⁡ i − X = V ⁡ j − X
97 96 cbvmptv ⊢ i ∈ 0 … M ⟼ V ⁡ i − X = j ∈ 0 … M ⟼ V ⁡ j − X
98 17 97 eqtri ⊢ Q = j ∈ 0 … M ⟼ V ⁡ j − X
99 98 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q = j ∈ 0 … M ⟼ V ⁡ j − X
100 simpr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ j = i + 1 → j = i + 1
101 100 fveq2d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ j = i + 1 → V ⁡ j = V ⁡ i + 1
102 101 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ j = i + 1 → V ⁡ j − X = V ⁡ i + 1 − X
103 85 73 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i + 1 ∈ - π + X π + X
104 83 103 sseldd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i + 1 ∈ ℝ
105 104 75 resubcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i + 1 − X ∈ ℝ
106 99 102 73 105 fvmptd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + 1 = V ⁡ i + 1 − X
107 106 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + 1 + X = V ⁡ i + 1 - X + X
108 104 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i + 1 ∈ ℂ
109 108 77 npcand ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → V ⁡ i + 1 - X + X = V ⁡ i + 1
110 107 109 eqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + 1 + X = V ⁡ i + 1
111 94 110 oveq12d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X = V ⁡ i V ⁡ i + 1
112 78 111 eleq12d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → 0 + X ∈ Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X ↔ X ∈ V ⁡ i V ⁡ i + 1
113 76 112 mtbird ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → ¬ 0 + X ∈ Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X
114 0red ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → 0 ∈ ℝ
115 90 88 eqeltrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i ∈ ℝ
116 106 105 eqeltrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + 1 ∈ ℝ
117 114 115 116 75 eliooshift ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → 0 ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ↔ 0 + X ∈ Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X
118 113 117 mtbird ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → ¬ 0 ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
119 111 reseq2d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X = F ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1
120 111 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X ⟶cn ℂ = V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
121 14 119 120 3eltr4d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X : Q ⁡ i + X Q ⁡ i + 1 + X ⟶cn ℂ
122 45 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Y ∈ ℝ
123 54 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → W ∈ ℝ
124 9 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → N ∈ ℝ
125 66 71 74 75 118 121 122 123 6 7 8 124 10 11 fourierdlem78 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℝ
126 65 125 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
127 eqid ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s
128 eqid ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s
129 eqid ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s
130 23 renegcli ⊢ − π ∈ ℝ
131 130 rexri ⊢ − π ∈ ℝ *
132 131 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → − π ∈ ℝ *
133 23 rexri ⊢ π ∈ ℝ *
134 133 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → π ∈ ℝ *
135 68 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → Q : 0 … M ⟶ − π π
136 simplr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → i ∈ 0 ..^ M
137 132 134 135 136 fourierdlem8 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ − π π
138 ioossicc ⊢ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
139 138 sseli ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
140 139 adantl ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
141 137 140 sseldd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → s ∈ − π π
142 2 33 45 54 6 fourierdlem9 ⊢ φ → H : − π π ⟶ ℝ
143 142 ad2antrr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → H : − π π ⟶ ℝ
144 143 141 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → H ⁡ s ∈ ℝ
145 7 fourierdlem43 ⊢ K : − π π ⟶ ℝ
146 145 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → K : − π π ⟶ ℝ
147 146 141 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → K ⁡ s ∈ ℝ
148 144 147 remulcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → H ⁡ s ⁢ K ⁡ s ∈ ℝ
149 8 fvmpt2 ⊢ s ∈ − π π ∧ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s ∈ ℝ → U ⁡ s = H ⁡ s ⁢ K ⁡ s
150 141 148 149 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → U ⁡ s = H ⁡ s ⁢ K ⁡ s
151 150 148 eqeltrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → U ⁡ s ∈ ℝ
152 151 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → U ⁡ s ∈ ℂ
153 9 10 fourierdlem18 ⊢ φ → S : − π π ⟶cn ℝ
154 cncff ⊢ S : − π π ⟶cn ℝ → S : − π π ⟶ ℝ
155 153 154 syl ⊢ φ → S : − π π ⟶ ℝ
156 155 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S : − π π ⟶ ℝ
157 156 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → S : − π π ⟶ ℝ
158 157 141 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → S ⁡ s ∈ ℝ
159 158 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → S ⁡ s ∈ ℂ
160 eqid ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s
161 eqid ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s
162 eqid ⊢ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s
163 144 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → H ⁡ s ∈ ℂ
164 147 recnd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → K ⁡ s ∈ ℂ
165 38 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → ℝ ⊆ ℂ
166 20 165 fssd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → I ↾ V ⁡ i V ⁡ i + 1 : V ⁡ i V ⁡ i + 1 ⟶ ℂ
167 eqid ⊢ if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i = if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i
168 33 1 2 3 4 54 6 12 13 15 17 18 19 166 22 167 fourierdlem75 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i ∈ H ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
169 142 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → H : − π π ⟶ ℝ
170 131 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → − π ∈ ℝ *
171 133 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → π ∈ ℝ *
172 simpr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → i ∈ 0 ..^ M
173 170 171 68 172 fourierdlem8 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ − π π
174 138 173 sstrid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⊆ − π π
175 169 174 feqresmpt ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → H ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s
176 175 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → H ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
177 168 176 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
178 limcresi ⊢ K lim ℂ Q ⁡ i ⊆ K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
179 7 fourierdlem62 ⊢ K : − π π ⟶cn ℝ
180 179 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K : − π π ⟶cn ℝ
181 180 71 cnlimci ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ⁡ Q ⁡ i ∈ K lim ℂ Q ⁡ i
182 178 181 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ⁡ Q ⁡ i ∈ K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
183 145 a1i ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K : − π π ⟶ ℝ
184 183 174 feqresmpt ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s
185 184 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
186 182 185 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ⁡ Q ⁡ i ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
187 160 161 162 163 164 177 186 mullimc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i ⁢ K ⁡ Q ⁡ i ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
188 150 eqcomd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → H ⁡ s ⁢ K ⁡ s = U ⁡ s
189 188 mpteq2dva ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s
190 189 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
191 187 190 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i ⁢ K ⁡ Q ⁡ i ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
192 limcresi ⊢ S lim ℂ Q ⁡ i ⊆ S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
193 153 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S : − π π ⟶cn ℝ
194 193 71 cnlimci ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ⁡ Q ⁡ i ∈ S lim ℂ Q ⁡ i
195 192 194 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ⁡ Q ⁡ i ∈ S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
196 156 174 feqresmpt ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s
197 196 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
198 195 197 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ⁡ Q ⁡ i ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
199 127 128 129 152 159 191 198 mullimc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i ⁢ K ⁡ Q ⁡ i ⁢ S ⁡ Q ⁡ i ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i
200 60 11 fmptd ⊢ φ → G : − π π ⟶ ℝ
201 200 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → G : − π π ⟶ ℝ
202 201 174 feqresmpt ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ G ⁡ s
203 151 158 remulcld ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → U ⁡ s ⁢ S ⁡ s ∈ ℝ
204 11 fvmpt2 ⊢ s ∈ − π π ∧ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s ∈ ℝ → G ⁡ s = U ⁡ s ⁢ S ⁡ s
205 141 203 204 syl2anc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ∧ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 → G ⁡ s = U ⁡ s ⁢ S ⁡ s
206 205 mpteq2dva ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ G ⁡ s = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s
207 202 206 eqtr2d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s = G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1
208 207 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i = G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
209 199 208 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i = X D R − if V ⁡ i < X W Y Q ⁡ i ⁢ K ⁡ Q ⁡ i ⁢ S ⁡ Q ⁡ i ∈ G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i
210 eqid ⊢ if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 = if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1
211 33 1 2 3 45 5 6 12 13 16 17 18 19 20 21 210 fourierdlem74 ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 ∈ H ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
212 175 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → H ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
213 211 212 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
214 limcresi ⊢ K lim ℂ Q ⁡ i + 1 ⊆ K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
215 180 74 cnlimci ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ K lim ℂ Q ⁡ i + 1
216 214 215 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
217 184 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
218 216 217 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → K ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
219 160 161 162 163 164 213 218 mullimc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 ⁢ K ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
220 189 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ H ⁡ s ⁢ K ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
221 219 220 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 ⁢ K ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
222 limcresi ⊢ S lim ℂ Q ⁡ i + 1 ⊆ S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
223 193 74 cnlimci ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ S lim ℂ Q ⁡ i + 1
224 222 223 sselid ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
225 196 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1 = s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
226 224 225 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → S ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
227 127 128 129 152 159 221 226 mullimc ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 ⁢ K ⁡ Q ⁡ i + 1 ⁢ S ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1
228 207 oveq1d ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → s ∈ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟼ U ⁡ s ⁢ S ⁡ s lim ℂ Q ⁡ i + 1 = G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
229 227 228 eleqtrd ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → if V ⁡ i + 1 = X C L − if V ⁡ i + 1 < X W Y Q ⁡ i + 1 ⁢ K ⁡ Q ⁡ i + 1 ⁢ S ⁡ Q ⁡ i + 1 ∈ G ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 lim ℂ Q ⁡ i + 1
230 18 12 34 62 126 209 229 fourierdlem69 ⊢ φ → G ∈ 𝐿 1