Metamath Proof Explorer


Theorem fourierdlem102

Description: For a piecewise smooth function, the left and the right limits exist at any point. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem102.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„ )
fourierdlem102.t โŠข ๐‘‡ = ( 2 ยท ฯ€ )
fourierdlem102.per โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
fourierdlem102.g โŠข ๐บ = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) )
fourierdlem102.dmdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin )
fourierdlem102.gcn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( dom ๐บ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
fourierdlem102.rlim โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ( - ฯ€ [,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( ๐‘ฅ (,) +โˆž ) ) limโ„‚ ๐‘ฅ ) โ‰  โˆ… )
fourierdlem102.llim โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( -โˆž (,) ๐‘ฅ ) ) limโ„‚ ๐‘ฅ ) โ‰  โˆ… )
fourierdlem102.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
fourierdlem102.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘› ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) = ฯ€ ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘› ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } )
fourierdlem102.e โŠข ๐ธ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) )
fourierdlem102.h โŠข ๐ป = ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) )
fourierdlem102.m โŠข ๐‘€ = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 )
fourierdlem102.q โŠข ๐‘„ = ( โ„ฉ ๐‘” ๐‘” Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) )
Assertion fourierdlem102 ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐น โ†พ ( -โˆž (,) ๐‘‹ ) ) limโ„‚ ๐‘‹ ) โ‰  โˆ… โˆง ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘‹ (,) +โˆž ) ) limโ„‚ ๐‘‹ ) โ‰  โˆ… ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem102.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„ )
2 fourierdlem102.t โŠข ๐‘‡ = ( 2 ยท ฯ€ )
3 fourierdlem102.per โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
4 fourierdlem102.g โŠข ๐บ = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) )
5 fourierdlem102.dmdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin )
6 fourierdlem102.gcn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( dom ๐บ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
7 fourierdlem102.rlim โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ( - ฯ€ [,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( ๐‘ฅ (,) +โˆž ) ) limโ„‚ ๐‘ฅ ) โ‰  โˆ… )
8 fourierdlem102.llim โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( -โˆž (,) ๐‘ฅ ) ) limโ„‚ ๐‘ฅ ) โ‰  โˆ… )
9 fourierdlem102.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
10 fourierdlem102.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ { ๐‘ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘› ) ) โˆฃ ( ( ( ๐‘ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ โˆง ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) = ฯ€ ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘› ) ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) } )
11 fourierdlem102.e โŠข ๐ธ = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) )
12 fourierdlem102.h โŠข ๐ป = ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) )
13 fourierdlem102.m โŠข ๐‘€ = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 )
14 fourierdlem102.q โŠข ๐‘„ = ( โ„ฉ ๐‘” ๐‘” Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) )
15 2z โŠข 2 โˆˆ โ„ค
16 15 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„ค )
17 tpfi โŠข { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆˆ Fin
18 17 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆˆ Fin )
19 pire โŠข ฯ€ โˆˆ โ„
20 19 renegcli โŠข - ฯ€ โˆˆ โ„
21 20 rexri โŠข - ฯ€ โˆˆ โ„*
22 19 rexri โŠข ฯ€ โˆˆ โ„*
23 negpilt0 โŠข - ฯ€ < 0
24 pipos โŠข 0 < ฯ€
25 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
26 20 25 19 lttri โŠข ( ( - ฯ€ < 0 โˆง 0 < ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ < ฯ€ )
27 23 24 26 mp2an โŠข - ฯ€ < ฯ€
28 20 19 27 ltleii โŠข - ฯ€ โ‰ค ฯ€
29 prunioo โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง - ฯ€ โ‰ค ฯ€ ) โ†’ ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆช { - ฯ€ , ฯ€ } ) = ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
30 21 22 28 29 mp3an โŠข ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆช { - ฯ€ , ฯ€ } ) = ( - ฯ€ [,] ฯ€ )
31 30 difeq1i โŠข ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆช { - ฯ€ , ฯ€ } ) โˆ– dom ๐บ ) = ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ )
32 difundir โŠข ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆช { - ฯ€ , ฯ€ } ) โˆ– dom ๐บ ) = ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆช ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) )
33 31 32 eqtr3i โŠข ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) = ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆช ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) )
34 prfi โŠข { - ฯ€ , ฯ€ } โˆˆ Fin
35 diffi โŠข ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆˆ Fin โ†’ ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin )
36 34 35 mp1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin )
37 unfi โŠข ( ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin โˆง ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin ) โ†’ ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆช ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) ) โˆˆ Fin )
38 5 36 37 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆช ( { - ฯ€ , ฯ€ } โˆ– dom ๐บ ) ) โˆˆ Fin )
39 33 38 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin )
40 unfi โŠข ( ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆˆ Fin โˆง ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ Fin ) โ†’ ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โˆˆ Fin )
41 18 39 40 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โˆˆ Fin )
42 12 41 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ Fin )
43 hashcl โŠข ( ๐ป โˆˆ Fin โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ โ„•0 )
44 42 43 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ โ„•0 )
45 44 nn0zd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ โ„ค )
46 20 27 ltneii โŠข - ฯ€ โ‰  ฯ€
47 hashprg โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( - ฯ€ โ‰  ฯ€ โ†” ( โ™ฏ โ€˜ { - ฯ€ , ฯ€ } ) = 2 ) )
48 20 19 47 mp2an โŠข ( - ฯ€ โ‰  ฯ€ โ†” ( โ™ฏ โ€˜ { - ฯ€ , ฯ€ } ) = 2 )
49 46 48 mpbi โŠข ( โ™ฏ โ€˜ { - ฯ€ , ฯ€ } ) = 2
50 17 elexi โŠข { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆˆ V
51 ovex โŠข ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆˆ V
52 difexg โŠข ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆˆ V โ†’ ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ V )
53 51 52 ax-mp โŠข ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โˆˆ V
54 50 53 unex โŠข ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โˆˆ V
55 12 54 eqeltri โŠข ๐ป โˆˆ V
56 negex โŠข - ฯ€ โˆˆ V
57 56 tpid1 โŠข - ฯ€ โˆˆ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) }
58 19 elexi โŠข ฯ€ โˆˆ V
59 58 tpid2 โŠข ฯ€ โˆˆ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) }
60 prssi โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆง ฯ€ โˆˆ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } ) โ†’ { - ฯ€ , ฯ€ } โІ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } )
61 57 59 60 mp2an โŠข { - ฯ€ , ฯ€ } โІ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) }
62 ssun1 โŠข { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โІ ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) )
63 62 12 sseqtrri โŠข { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โІ ๐ป
64 61 63 sstri โŠข { - ฯ€ , ฯ€ } โІ ๐ป
65 hashss โŠข ( ( ๐ป โˆˆ V โˆง { - ฯ€ , ฯ€ } โІ ๐ป ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ { - ฯ€ , ฯ€ } ) โ‰ค ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) )
66 55 64 65 mp2an โŠข ( โ™ฏ โ€˜ { - ฯ€ , ฯ€ } ) โ‰ค ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป )
67 66 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ { - ฯ€ , ฯ€ } ) โ‰ค ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) )
68 49 67 eqbrtrrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 2 โ‰ค ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) )
69 eluz2 โŠข ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†” ( 2 โˆˆ โ„ค โˆง ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ โ„ค โˆง 2 โ‰ค ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) ) )
70 16 45 68 69 syl3anbrc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) )
71 uz2m1nn โŠข ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„• )
72 70 71 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐ป ) โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„• )
73 13 72 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
74 20 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„ )
75 19 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„ )
76 negpitopissre โŠข ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) โІ โ„
77 27 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ < ฯ€ )
78 picn โŠข ฯ€ โˆˆ โ„‚
79 78 2timesi โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) = ( ฯ€ + ฯ€ )
80 78 78 subnegi โŠข ( ฯ€ โˆ’ - ฯ€ ) = ( ฯ€ + ฯ€ )
81 79 2 80 3eqtr4i โŠข ๐‘‡ = ( ฯ€ โˆ’ - ฯ€ )
82 74 75 77 81 11 fourierdlem4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ธ : โ„ โŸถ ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) )
83 82 9 ffvelcdmd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) )
84 76 83 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ )
85 74 75 84 3jca โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( - ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ ) )
86 fvex โŠข ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ V
87 56 58 86 tpss โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ ) โ†” { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โІ โ„ )
88 85 87 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โІ โ„ )
89 iccssre โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โІ โ„ )
90 20 19 89 mp2an โŠข ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โІ โ„
91 ssdifss โŠข ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โІ โ„ โ†’ ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โІ โ„ )
92 90 91 mp1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โІ โ„ )
93 88 92 unssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โІ โ„ )
94 12 93 eqsstrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โІ โ„ )
95 42 94 14 13 fourierdlem36 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) )
96 isof1o โŠข ( ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ป )
97 f1of โŠข ( ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ป โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ ๐ป )
98 95 96 97 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ ๐ป )
99 98 94 fssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ โ„ )
100 reex โŠข โ„ โˆˆ V
101 ovex โŠข ( 0 ... ๐‘€ ) โˆˆ V
102 100 101 elmap โŠข ( ๐‘„ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†” ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ โ„ )
103 99 102 sylibr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
104 fveq2 โŠข ( 0 = ๐‘– โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
105 104 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 = ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
106 99 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โˆˆ โ„ )
107 106 leidd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
108 107 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 = ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
109 105 108 eqbrtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 = ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
110 elfzelz โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ค )
111 110 zred โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ )
112 111 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ 0 = ๐‘– ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ )
113 elfzle1 โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘– )
114 113 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ 0 = ๐‘– ) โ†’ 0 โ‰ค ๐‘– )
115 neqne โŠข ( ยฌ 0 = ๐‘– โ†’ 0 โ‰  ๐‘– )
116 115 necomd โŠข ( ยฌ 0 = ๐‘– โ†’ ๐‘– โ‰  0 )
117 116 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ 0 = ๐‘– ) โ†’ ๐‘– โ‰  0 )
118 112 114 117 ne0gt0d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ 0 = ๐‘– ) โ†’ 0 < ๐‘– )
119 nnssnn0 โŠข โ„• โІ โ„•0
120 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
121 119 120 sseqtri โŠข โ„• โІ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
122 121 73 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
123 eluzfz1 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) โ†’ 0 โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
124 122 123 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
125 98 124 ffvelcdmd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โˆˆ ๐ป )
126 94 125 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โˆˆ โ„ )
127 126 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โˆˆ โ„ )
128 106 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โˆˆ โ„ )
129 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ 0 < ๐‘– )
130 95 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) )
131 124 anim1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ( 0 โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
132 131 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ( 0 โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
133 isorel โŠข ( ( ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) โˆง ( 0 โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( 0 < ๐‘– โ†” ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) < ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
134 130 132 133 syl2anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ( 0 < ๐‘– โ†” ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) < ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
135 129 134 mpbid โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) < ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
136 127 128 135 ltled โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง 0 < ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
137 118 136 syldan โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ 0 = ๐‘– ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
138 109 137 pm2.61dan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
139 138 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
140 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ )
141 139 140 breqtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค - ฯ€ )
142 74 rexrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„* )
143 75 rexrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„* )
144 lbicc2 โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง - ฯ€ โ‰ค ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
145 21 22 28 144 mp3an โŠข - ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ )
146 145 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
147 ubicc2 โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง - ฯ€ โ‰ค ฯ€ ) โ†’ ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
148 21 22 28 147 mp3an โŠข ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ )
149 148 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
150 iocssicc โŠข ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) โІ ( - ฯ€ [,] ฯ€ )
151 150 83 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
152 tpssi โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ฯ€ โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) ) โ†’ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โІ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
153 146 149 151 152 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โІ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
154 difssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) โІ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
155 153 154 unssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { - ฯ€ , ฯ€ , ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) } โˆช ( ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โІ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
156 12 155 eqsstrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โІ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
157 156 125 sseldd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
158 iccgelb โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) ) โ†’ - ฯ€ โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) )
159 142 143 157 158 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) )
160 159 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) )
161 126 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โˆˆ โ„ )
162 20 a1i โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„ )
163 161 162 letri3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ โ†” ( ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) โ‰ค - ฯ€ โˆง - ฯ€ โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) ) ) )
164 141 160 163 mpbir2and โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ )
165 63 57 sselii โŠข - ฯ€ โˆˆ ๐ป
166 f1ofo โŠข ( ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ป โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โ€“ontoโ†’ ๐ป )
167 96 166 syl โŠข ( ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โ€“ontoโ†’ ๐ป )
168 forn โŠข ( ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โ€“ontoโ†’ ๐ป โ†’ ran ๐‘„ = ๐ป )
169 95 167 168 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ran ๐‘„ = ๐ป )
170 165 169 eleqtrrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ โˆˆ ran ๐‘„ )
171 ffn โŠข ( ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ ๐ป โ†’ ๐‘„ Fn ( 0 ... ๐‘€ ) )
172 fvelrnb โŠข ( ๐‘„ Fn ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ( - ฯ€ โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) )
173 98 171 172 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( - ฯ€ โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ ) )
174 170 173 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = - ฯ€ )
175 164 174 r19.29a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ )
176 63 59 sselii โŠข ฯ€ โˆˆ ๐ป
177 176 169 eleqtrrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฯ€ โˆˆ ran ๐‘„ )
178 fvelrnb โŠข ( ๐‘„ Fn ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ( ฯ€ โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) )
179 98 171 178 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ฯ€ โˆˆ ran ๐‘„ โ†” โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) )
180 177 179 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ )
181 98 156 fssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
182 eluzfz2 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
183 122 182 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
184 181 183 ffvelcdmd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
185 iccleub โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ‰ค ฯ€ )
186 142 143 184 185 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ‰ค ฯ€ )
187 186 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ‰ค ฯ€ )
188 id โŠข ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ )
189 188 eqcomd โŠข ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ โ†’ ฯ€ = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
190 189 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ฯ€ = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
191 107 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
192 fveq2 โŠข ( ๐‘– = ๐‘€ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
193 192 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
194 191 193 breqtrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
195 111 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ )
196 elfzel2 โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ค )
197 196 zred โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
198 197 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
199 elfzle2 โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โ‰ค ๐‘€ )
200 199 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โ‰ค ๐‘€ )
201 neqne โŠข ( ยฌ ๐‘– = ๐‘€ โ†’ ๐‘– โ‰  ๐‘€ )
202 201 necomd โŠข ( ยฌ ๐‘– = ๐‘€ โ†’ ๐‘€ โ‰  ๐‘– )
203 202 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โ‰  ๐‘– )
204 195 198 200 203 leneltd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– < ๐‘€ )
205 106 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โˆˆ โ„ )
206 90 184 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ โ„ )
207 206 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ โ„ )
208 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– < ๐‘€ )
209 95 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) )
210 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
211 183 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
212 210 211 jca โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ๐‘€ โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
213 212 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ๐‘€ โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
214 isorel โŠข ( ( ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) โˆง ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ๐‘€ โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘– < ๐‘€ โ†” ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) ) )
215 209 213 214 syl2anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘– < ๐‘€ โ†” ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) ) )
216 208 215 mpbid โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
217 205 207 216 ltled โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘– < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
218 204 217 syldan โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ยฌ ๐‘– = ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
219 194 218 pm2.61dan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
220 219 3adant3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
221 190 220 eqbrtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ฯ€ โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) )
222 206 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ โ„ )
223 19 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„ )
224 222 223 letri3d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ โ†” ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ‰ค ฯ€ โˆง ฯ€ โ‰ค ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) )
225 187 221 224 mpbir2and โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ )
226 225 rexlimdv3a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) = ฯ€ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ ) )
227 180 226 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ )
228 elfzoelz โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ค )
229 228 zred โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ )
230 229 ltp1d โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) )
231 230 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) )
232 elfzofz โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
233 fzofzp1 โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
234 232 233 jca โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
235 isorel โŠข ( ( ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) โˆง ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) โˆง ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) โ†” ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
236 95 234 235 syl2an โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘– < ( ๐‘– + 1 ) โ†” ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
237 231 236 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
238 237 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
239 175 227 238 jca31 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
240 10 fourierdlem2 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) โ†” ( ๐‘„ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ( ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) )
241 73 240 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) โ†” ( ๐‘„ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘€ ) ) โˆง ( ( ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ ) โˆง โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) )
242 103 239 241 mpbir2and โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) )
243 4 reseq1i โŠข ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
244 21 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„* )
245 22 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„* )
246 181 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
247 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) )
248 244 245 246 247 fourierdlem27 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) )
249 248 resabs1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( - ฯ€ (,) ฯ€ ) ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) )
250 243 249 eqtr2id โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) )
251 6 10 73 242 12 169 fourierdlem38 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
252 250 251 eqeltrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
253 250 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) = ( ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
254 6 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( dom ๐บ โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
255 7 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ( - ฯ€ [,) ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( ๐‘ฅ (,) +โˆž ) ) limโ„‚ ๐‘ฅ ) โ‰  โˆ… )
256 8 adantlr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ( - ฯ€ (,] ฯ€ ) โˆ– dom ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( -โˆž (,) ๐‘ฅ ) ) limโ„‚ ๐‘ฅ ) โ‰  โˆ… )
257 95 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘„ Isom < , < ( ( 0 ... ๐‘€ ) , ๐ป ) )
258 257 96 97 3syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ ๐ป )
259 84 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐ธ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ โ„ )
260 257 167 168 3syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ran ๐‘„ = ๐ป )
261 254 255 256 257 258 247 237 248 259 12 260 fourierdlem46 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) โ‰  โˆ… โˆง ( ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ‰  โˆ… ) )
262 261 simpld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) โ‰  โˆ… )
263 253 262 eqnetrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) โ‰  โˆ… )
264 250 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) = ( ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
265 261 simprd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ‰  โˆ… )
266 264 265 eqnetrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ‰  โˆ… )
267 1 2 3 9 10 73 242 252 263 266 fourierdlem94 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐น โ†พ ( -โˆž (,) ๐‘‹ ) ) limโ„‚ ๐‘‹ ) โ‰  โˆ… โˆง ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘‹ (,) +โˆž ) ) limโ„‚ ๐‘‹ ) โ‰  โˆ… ) )