Metamath Proof Explorer


Theorem fourierdlem100

Description: A piecewise continuous function is integrable on any closed interval. This lemma uses local definitions, so that the proof is more readable. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierlemiblglemlem.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ด โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ต ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } )
fourierdlem100.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐ต โˆ’ ๐ด )
fourierdlem100.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
fourierdlem100.q โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) )
fourierdlem100.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
fourierdlem100.per โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
fourierdlem100.fcn โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
fourierdlem100.r โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
fourierdlem100.l โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐ฟ โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
fourierdlem100.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
fourierdlem100.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ( ๐ถ (,) +โˆž ) )
fourierdlem100.o โŠข ๐‘‚ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } )
fourierdlem100.n โŠข ๐‘ = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 )
fourierdlem100.h โŠข ๐ป = ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } )
fourierdlem100.s โŠข ๐‘† = ( โ„ฉ ๐‘“ ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ๐ป ) )
fourierdlem100.e โŠข ๐ธ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) )
fourierdlem100.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ด (,] ๐ต ) โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐ต , ๐ด , ๐‘ฆ ) )
fourierdlem100.i โŠข ๐ผ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ sup ( { ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โˆฃ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } , โ„ , < ) )
Assertion fourierdlem100 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ๐ฟ1 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierlemiblglemlem.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ด โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ต ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } )
2 fourierdlem100.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐ต โˆ’ ๐ด )
3 fourierdlem100.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
4 fourierdlem100.q โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) )
5 fourierdlem100.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
6 fourierdlem100.per โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
7 fourierdlem100.fcn โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
8 fourierdlem100.r โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
9 fourierdlem100.l โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐ฟ โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
10 fourierdlem100.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
11 fourierdlem100.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ( ๐ถ (,) +โˆž ) )
12 fourierdlem100.o โŠข ๐‘‚ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } )
13 fourierdlem100.n โŠข ๐‘ = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 )
14 fourierdlem100.h โŠข ๐ป = ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } )
15 fourierdlem100.s โŠข ๐‘† = ( โ„ฉ ๐‘“ ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ๐ป ) )
16 fourierdlem100.e โŠข ๐ธ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) )
17 fourierdlem100.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ด (,] ๐ต ) โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐ต , ๐ด , ๐‘ฆ ) )
18 fourierdlem100.i โŠข ๐ผ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ sup ( { ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โˆฃ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } , โ„ , < ) )
19 elioore โŠข ( ๐ท โˆˆ ( ๐ถ (,) +โˆž ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ )
20 11 19 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ )
21 10 20 iccssred โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โŠ† โ„ )
22 5 21 feqresmpt โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
23 fveq2 โŠข ( ๐‘– = ๐‘— โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) = ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) )
24 oveq1 โŠข ( ๐‘– = ๐‘— โ†’ ( ๐‘– + 1 ) = ( ๐‘— + 1 ) )
25 24 fveq2d โŠข ( ๐‘– = ๐‘— โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) )
26 23 25 breq12d โŠข ( ๐‘– = ๐‘— โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) โ†” ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) )
27 26 cbvralvw โŠข ( โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) โ†” โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) )
28 27 anbi2i โŠข ( ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ†” ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) )
29 28 a1i โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ†” ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) )
30 29 rabbiia โŠข { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } = { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) }
31 30 mpteq2i โŠข ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } ) = ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) } )
32 12 31 eqtri โŠข ๐‘‚ = ( ๐‘š โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘š ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = ๐ถ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘š ) = ๐ท ) โˆง โˆ€ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘š ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘— ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) } )
33 elioo4g โŠข ( ๐ท โˆˆ ( ๐ถ (,) +โˆž ) โ†” ( ( ๐ถ โˆˆ โ„* โˆง +โˆž โˆˆ โ„* โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ < ๐ท โˆง ๐ท < +โˆž ) ) )
34 11 33 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ถ โˆˆ โ„* โˆง +โˆž โˆˆ โ„* โˆง ๐ท โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐ถ < ๐ท โˆง ๐ท < +โˆž ) ) )
35 34 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ < ๐ท โˆง ๐ท < +โˆž ) )
36 35 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ < ๐ท )
37 id โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ๐‘ฆ = ๐‘ฅ )
38 2 eqcomi โŠข ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) = ๐‘‡
39 38 oveq2i โŠข ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ )
40 39 a1i โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) = ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) )
41 37 40 oveq12d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) = ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) )
42 41 eleq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ โ†” ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ ) )
43 42 rexbidv โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ ) )
44 43 cbvrabv โŠข { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } = { ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ }
45 44 uneq2i โŠข ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) = ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } )
46 39 eqcomi โŠข ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) = ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) )
47 46 oveq2i โŠข ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) = ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) )
48 47 eleq1i โŠข ( ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ โ†” ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ )
49 48 rexbii โŠข ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ )
50 49 rgenw โŠข โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ )
51 rabbi โŠข ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ( โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ ) โ†” { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } = { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } )
52 50 51 mpbi โŠข { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } = { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ }
53 52 uneq2i โŠข ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) = ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } )
54 14 53 eqtri โŠข ๐ป = ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } )
55 54 fveq2i โŠข ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) = ( โ™ฏ โ€˜ ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) )
56 55 oveq1i โŠข ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) โˆ’ 1 )
57 13 56 eqtri โŠข ๐‘ = ( ( โ™ฏ โ€˜ ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) โˆ’ 1 )
58 isoeq5 โŠข ( ๐ป = ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) โ†’ ( ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ๐ป ) โ†” ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) ) )
59 54 58 ax-mp โŠข ( ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ๐ป ) โ†” ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) )
60 59 iotabii โŠข ( โ„ฉ ๐‘“ ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ๐ป ) ) = ( โ„ฉ ๐‘“ ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) )
61 15 60 eqtri โŠข ๐‘† = ( โ„ฉ ๐‘“ ๐‘“ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) )
62 2 1 3 4 10 20 36 12 45 57 61 fourierdlem54 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘† โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ ) ) โˆง ๐‘† Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘ ) , ( { ๐ถ , ๐ท } โˆช { ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โˆฃ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ( ๐‘ฆ + ( ๐‘˜ ยท ( ๐ต โˆ’ ๐ด ) ) ) โˆˆ ran ๐‘„ } ) ) ) )
63 62 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘† โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ ) ) )
64 63 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
65 63 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ ) )
66 5 21 fssresd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) : ( ๐ถ [,] ๐ท ) โŸถ โ„‚ )
67 ioossicc โŠข ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) โŠ† ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) [,] ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) )
68 10 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
69 68 rexrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„* )
70 11 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ ( ๐ถ (,) +โˆž ) )
71 70 19 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„ )
72 71 rexrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ท โˆˆ โ„* )
73 12 64 65 fourierdlem15 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† : ( 0 ... ๐‘ ) โŸถ ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
74 73 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘† : ( 0 ... ๐‘ ) โŸถ ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
75 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) )
76 69 72 74 75 fourierdlem8 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) [,] ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) โŠ† ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
77 67 76 sstrid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) โŠ† ( ๐ถ [,] ๐ท ) )
78 77 resabs1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) = ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) )
79 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
80 4 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) )
81 5 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
82 6 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
83 7 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
84 eqid โŠข ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) = ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) )
85 eqid โŠข ( ๐น โ†พ ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) (,) ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) = ( ๐น โ†พ ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) (,) ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) )
86 eqid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) + ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) (,) ( ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) + ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) ) โ†ฆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) (,) ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) + ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) (,) ( ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) + ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) ) โ†ฆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) (,) ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ( ๐‘ฆ โˆ’ ( ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) โˆ’ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) ) )
87 1 2 79 80 81 82 83 68 70 12 14 13 15 16 17 75 84 85 86 18 fourierdlem90 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
88 78 87 eqeltrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
89 8 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
90 eqid โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐‘… ) = ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐‘… )
91 1 2 79 80 81 82 83 89 68 70 12 14 13 15 16 17 75 84 18 90 fourierdlem89 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ if ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) = ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) , ( ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) , ( ๐น โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) )
92 78 eqcomd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) = ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) )
93 92 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) = ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) )
94 91 93 eleqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ if ( ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) = ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) , ( ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) , ( ๐น โ€˜ ( ๐ฝ โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) )
95 9 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐ฟ โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
96 eqid โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐ฟ ) = ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐ฟ )
97 1 2 79 80 81 82 83 95 68 70 12 14 13 15 16 17 75 84 18 96 fourierdlem91 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ if ( ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) = ( ๐‘„ โ€˜ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) + 1 ) ) , ( ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐ฟ ) โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) , ( ๐น โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) )
98 92 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) = ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) )
99 97 98 eleqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘ ) ) โ†’ if ( ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) = ( ๐‘„ โ€˜ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) + 1 ) ) , ( ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ๐ฟ ) โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) ) , ( ๐น โ€˜ ( ๐ธ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โ†พ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘† โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) )
100 32 64 65 66 88 94 99 fourierdlem69 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐ถ [,] ๐ท ) ) โˆˆ ๐ฟ1 )
101 22 100 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ถ [,] ๐ท ) โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ ๐ฟ1 )