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Theorem fourierdlem98

Description: F is continuous on the intervals induced by the moved partition V . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem98.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℝ
fourierdlem98.p ⊢ P = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = A ∧ p ⁡ m = B ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
fourierdlem98.t ⊢ T = B − A
fourierdlem98.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
fourierdlem98.q ⊢ φ → Q ∈ P ⁡ M
fourierdlem98.fper ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
fourierdlem98.qcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
fourierdlem98.c ⊢ φ → C ∈ ℝ
fourierdlem98.d ⊢ φ → D ∈ C +∞
fourierdlem98.j ⊢ φ → J ∈ 0 ..^ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
fourierdlem98.v ⊢ V = ι g | g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
Assertion fourierdlem98 ⊢ φ → F ↾ V ⁡ J V ⁡ J + 1 : V ⁡ J V ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem98.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℝ
2 fourierdlem98.p ⊢ P = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = A ∧ p ⁡ m = B ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
3 fourierdlem98.t ⊢ T = B − A
4 fourierdlem98.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
5 fourierdlem98.q ⊢ φ → Q ∈ P ⁡ M
6 fourierdlem98.fper ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
7 fourierdlem98.qcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
8 fourierdlem98.c ⊢ φ → C ∈ ℝ
9 fourierdlem98.d ⊢ φ → D ∈ C +∞
10 fourierdlem98.j ⊢ φ → J ∈ 0 ..^ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
11 fourierdlem98.v ⊢ V = ι g | g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
12 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
13 12 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
14 1 13 fssd ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℂ
15 eqid ⊢ m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = C ∧ p ⁡ m = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1 = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = C ∧ p ⁡ m = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
16 oveq1 ⊢ z = y → z + l ⁢ T = y + l ⁢ T
17 16 eleq1d ⊢ z = y → z + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
18 17 rexbidv ⊢ z = y → ∃ l ∈ ℤ z + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
19 18 cbvrabv ⊢ z ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ z + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
20 19 uneq2i ⊢ C D ∪ z ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ z + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
21 20 eqcomi ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ z ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ z + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
22 oveq1 ⊢ k = l → k ⁢ T = l ⁢ T
23 22 oveq2d ⊢ k = l → y + k ⁢ T = y + l ⁢ T
24 23 eleq1d ⊢ k = l → y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
25 24 cbvrexvw ⊢ ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
26 25 a1i ⊢ y ∈ C D → ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
27 26 rabbiia ⊢ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
28 27 uneq2i ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
29 28 fveq2i ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
30 29 oveq1i ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 = C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1
31 oveq1 ⊢ l = h → l ⁢ T = h ⁢ T
32 31 oveq2d ⊢ l = h → y + l ⁢ T = y + h ⁢ T
33 32 eleq1d ⊢ l = h → y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
34 33 cbvrexvw ⊢ ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
35 34 a1i ⊢ y ∈ C D → ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
36 35 rabbiia ⊢ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
37 36 uneq2i ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
38 isoeq5 ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q → g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
39 37 38 ax-mp ⊢ g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
40 39 iotabii ⊢ ι g | g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = ι g | g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ h ∈ ℤ y + h ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
41 isoeq1 ⊢ f = g → f Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
42 41 cbviotavw ⊢ ι f | f Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = ι g | g Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
43 40 42 11 3eqtr4ri ⊢ V = ι f | f Isom < , < 0 … C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q − 1 C D ∪ y ∈ C D | ∃ l ∈ ℤ y + l ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
44 id ⊢ v = x → v = x
45 oveq2 ⊢ v = x → B − v = B − x
46 45 oveq1d ⊢ v = x → B − v T = B − x T
47 46 fveq2d ⊢ v = x → B − v T = B − x T
48 47 oveq1d ⊢ v = x → B − v T ⁢ T = B − x T ⁢ T
49 44 48 oveq12d ⊢ v = x → v + B − v T ⁢ T = x + B − x T ⁢ T
50 49 cbvmptv ⊢ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
51 eqeq1 ⊢ u = z → u = B ↔ z = B
52 id ⊢ u = z → u = z
53 51 52 ifbieq2d ⊢ u = z → if u = B A u = if z = B A z
54 53 cbvmptv ⊢ u ∈ A B ⟼ if u = B A u = z ∈ A B ⟼ if z = B A z
55 eqid ⊢ V ⁡ J + 1 − v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 = V ⁡ J + 1 − v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1
56 eqid ⊢ F ↾ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 = F ↾ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1
57 eqid ⊢ z ∈ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + V ⁡ J + 1 - v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 + V ⁡ J + 1 - v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 ⟼ F ↾ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 ⁡ z − V ⁡ J + 1 − v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 = z ∈ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + V ⁡ J + 1 - v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 + V ⁡ J + 1 - v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 ⟼ F ↾ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1 ⁡ z − V ⁡ J + 1 − v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ V ⁡ J + 1
58 fveq2 ⊢ i = t → Q ⁡ i = Q ⁡ t
59 58 breq1d ⊢ i = t → Q ⁡ i ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x ↔ Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x
60 59 cbvrabv ⊢ i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x = t ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x
61 fveq2 ⊢ w = x → v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w = v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x
62 61 fveq2d ⊢ w = x → u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w = u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x
63 62 eqcomd ⊢ w = x → u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x = u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w
64 63 breq2d ⊢ w = x → Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x ↔ Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w
65 64 rabbidv ⊢ w = x → t ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x = t ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w
66 60 65 eqtr2id ⊢ w = x → t ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w = i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x
67 66 supeq1d ⊢ w = x → sup t ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w ℝ < = sup i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x ℝ <
68 67 cbvmptv ⊢ w ∈ ℝ ⟼ sup t ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ t ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ w ℝ < = x ∈ ℝ ⟼ sup i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ u ∈ A B ⟼ if u = B A u ⁡ v ∈ ℝ ⟼ v + B − v T ⁢ T ⁡ x ℝ <
69 2 3 4 5 14 6 7 8 9 15 21 30 43 50 54 10 55 56 57 68 fourierdlem90 ⊢ φ → F ↾ V ⁡ J V ⁡ J + 1 : V ⁡ J V ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ