Metamath Proof Explorer


Theorem fourierdlem94

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 fourierdlem94.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„ )
fourierdlem94.t โŠข ๐‘‡ = ( 2 ยท ฯ€ )
fourierdlem94.per โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
fourierdlem94.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
fourierdlem94.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 ) ) ) } )
fourierdlem94.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
fourierdlem94.q โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) )
fourierdlem94.dvcn 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„‚ ) )
fourierdlem94.dvlb 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… )
fourierdlem94.dvub 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… )
Assertion fourierdlem94 ( 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 fourierdlem94.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„ )
2 fourierdlem94.t โŠข ๐‘‡ = ( 2 ยท ฯ€ )
3 fourierdlem94.per โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
4 fourierdlem94.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„ )
5 fourierdlem94.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 ) ) ) } )
6 fourierdlem94.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
7 fourierdlem94.q โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ โ€˜ ๐‘€ ) )
8 fourierdlem94.dvcn 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„‚ ) )
9 fourierdlem94.dvlb 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… )
10 fourierdlem94.dvub 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… )
11 pire โŠข ฯ€ โˆˆ โ„
12 11 renegcli โŠข - ฯ€ โˆˆ โ„
13 12 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„ )
14 11 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„ )
15 negpilt0 โŠข - ฯ€ < 0
16 pipos โŠข 0 < ฯ€
17 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
18 12 17 11 lttri โŠข ( ( - ฯ€ < 0 โˆง 0 < ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ < ฯ€ )
19 15 16 18 mp2an โŠข - ฯ€ < ฯ€
20 19 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ - ฯ€ < ฯ€ )
21 picn โŠข ฯ€ โˆˆ โ„‚
22 21 2timesi โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) = ( ฯ€ + ฯ€ )
23 21 21 subnegi โŠข ( ฯ€ โˆ’ - ฯ€ ) = ( ฯ€ + ฯ€ )
24 22 2 23 3eqtr4i โŠข ๐‘‡ = ( ฯ€ โˆ’ - ฯ€ )
25 ssid โŠข โ„ โІ โ„
26 25 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ„ โІ โ„ )
27 simp2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ )
28 zre โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ )
29 28 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ )
30 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
31 30 11 remulcli โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„
32 31 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„ )
33 2 32 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
34 33 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
35 34 3adant2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
36 29 35 remulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) โˆˆ โ„ )
37 27 36 readdcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ โ„ )
38 simp1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐œ‘ )
39 simp3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
40 ax-resscn โŠข โ„ โІ โ„‚
41 40 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ„ โІ โ„‚ )
42 1 41 fssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
43 42 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
44 43 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
45 34 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
46 simplr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
47 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ )
48 eleq1w โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†” ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) )
49 48 anbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†” ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) )
50 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) = ( ๐‘ฆ + ๐‘‡ ) )
51 50 fveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ + ๐‘‡ ) ) )
52 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) )
53 51 52 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
54 49 53 imbi12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
55 54 3 chvarvv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) )
56 55 ad4ant14 โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) )
57 44 45 46 47 56 fperiodmul โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
58 38 39 27 57 syl21anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
59 40 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ โ„ โІ โ„‚ )
60 ioossre โŠข ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ โ„
61 60 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ โ„ )
62 1 61 fssresd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„ )
63 62 41 fssd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„‚ )
64 63 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„‚ )
65 60 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ โ„ )
66 42 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
67 25 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ โ„ โІ โ„ )
68 eqid โŠข ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) = ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld )
69 68 tgioo2 โŠข ( topGen โ€˜ ran (,) ) = ( ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) โ†พt โ„ )
70 68 69 dvres โŠข ( ( ( โ„ โІ โ„‚ โˆง ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ ) โˆง ( โ„ โІ โ„ โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ โ„ ) ) โ†’ ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) )
71 59 66 67 65 70 syl22anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) )
72 71 dmeqd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ dom ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) )
73 ioontr โŠข ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
74 73 reseq2i โŠข ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
75 74 dmeqi โŠข dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
76 75 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( int โ€˜ ( topGen โ€˜ ran (,) ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) )
77 cncff โŠข ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) โ†’ ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„‚ )
78 fdm โŠข ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„‚ โ†’ dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
79 8 77 78 3syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
80 72 76 79 3eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ dom ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
81 dvcn โŠข ( ( ( โ„ โІ โ„‚ โˆง ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„‚ โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ โ„ ) โˆง dom ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ€“cnโ†’ โ„‚ ) )
82 59 64 65 80 81 syl31anc 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„‚ ) )
83 65 40 sstrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ โ„‚ )
84 5 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 ) ) ) ) ) )
85 6 84 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 ) ) ) ) ) )
86 7 85 mpbid โŠข ( ๐œ‘ 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 ) ) ) ) )
87 86 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘€ ) ) )
88 elmapi โŠข ( ๐‘„ โˆˆ ( โ„ โ†‘m ( 0 ... ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ โ„ )
89 87 88 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ โ„ )
90 89 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘„ : ( 0 ... ๐‘€ ) โŸถ โ„ )
91 elfzofz โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
92 91 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
93 90 92 ffvelcdmd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โˆˆ โ„ )
94 93 rexrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โˆˆ โ„* )
95 fzofzp1 โŠข ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
96 95 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘– + 1 ) โˆˆ ( 0 ... ๐‘€ ) )
97 90 96 ffvelcdmd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) โˆˆ โ„ )
98 86 simprrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
99 98 r19.21bi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) < ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
100 68 94 97 99 lptioo2cn โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) โˆˆ ( ( limPt โ€˜ ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) )
101 62 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„ )
102 41 42 26 dvbss โŠข ( ๐œ‘ โ†’ dom ( โ„ D ๐น ) โІ โ„ )
103 dvfre โŠข ( ( ๐น : โ„ โŸถ โ„ โˆง โ„ โІ โ„ ) โ†’ ( โ„ D ๐น ) : dom ( โ„ D ๐น ) โŸถ โ„ )
104 1 26 103 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ„ D ๐น ) : dom ( โ„ D ๐น ) โŸถ โ„ )
105 86 simprd 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 ) ) ) )
106 105 simplld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ 0 ) = - ฯ€ )
107 105 simplrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) = ฯ€ )
108 8 77 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) : ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โŸถ โ„‚ )
109 97 rexrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) โˆˆ โ„* )
110 68 109 93 99 lptioo1cn โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) โˆˆ ( ( limPt โ€˜ ( TopOpen โ€˜ โ„‚fld ) ) โ€˜ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) )
111 108 83 110 9 68 ellimciota โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฅ ๐‘ฅ โˆˆ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) ) โˆˆ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
112 108 83 100 10 68 ellimciota โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฅ ๐‘ฅ โˆˆ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
113 28 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ )
114 113 34 remulcld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) โˆˆ โ„ )
115 43 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐น : โ„ โŸถ โ„‚ )
116 34 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ โ„ )
117 simplr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค )
118 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ โ„ )
119 3 ad4ant14 โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฅ + ๐‘‡ ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) )
120 115 116 117 118 119 fperiodmul โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ก ) )
121 eqid โŠข ( โ„ D ๐น ) = ( โ„ D ๐น )
122 43 114 120 121 fperdvper โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ) โ†’ ( ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) โˆง ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) )
123 122 an32s โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) โˆง ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) )
124 123 simpld โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) )
125 123 simprd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ( ๐‘ก + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) )
126 fveq2 โŠข ( ๐‘— = ๐‘– โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘— ) = ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) )
127 oveq1 โŠข ( ๐‘— = ๐‘– โ†’ ( ๐‘— + 1 ) = ( ๐‘– + 1 ) )
128 127 fveq2d โŠข ( ๐‘— = ๐‘– โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) = ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) )
129 126 128 oveq12d โŠข ( ๐‘— = ๐‘– โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
130 129 cbvmptv โŠข ( ๐‘— โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘— ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘— + 1 ) ) ) ) = ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
131 eqid โŠข ( ๐‘ก โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ก + ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ก ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) ) = ( ๐‘ก โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ก + ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ก ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) )
132 102 104 13 14 20 24 6 89 106 107 8 111 112 124 125 130 131 fourierdlem71 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
133 132 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
134 nfv โŠข โ„ฒ ๐‘ก ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) )
135 nfra1 โŠข โ„ฒ ๐‘ก โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง
136 134 135 nfan โŠข โ„ฒ ๐‘ก ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
137 71 74 eqtrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) )
138 137 fveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) = ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) )
139 fvres โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ†’ ( ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) )
140 138 139 sylan9eq โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) = ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) )
141 140 fveq2d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) = ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) )
142 141 adantlr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) = ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) )
143 simplr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
144 ssdmres โŠข ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ dom ( โ„ D ๐น ) โ†” dom ( ( โ„ D ๐น ) โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
145 79 144 sylibr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ dom ( โ„ D ๐น ) )
146 145 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โІ dom ( โ„ D ๐น ) )
147 simpr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
148 146 147 sseldd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) )
149 rspa โŠข ( ( โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง โˆง ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
150 143 148 149 syl2anc โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
151 142 150 eqbrtrd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
152 151 ex โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โ†’ ( ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) โ†’ ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) )
153 136 152 ralrimi โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) โ†’ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
154 153 ex โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง โ†’ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) )
155 154 reximdv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ dom ( โ„ D ๐น ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ๐น ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง ) )
156 133 155 mpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ง โˆˆ โ„ โˆ€ ๐‘ก โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ( abs โ€˜ ( ( โ„ D ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘ก ) ) โ‰ค ๐‘ง )
157 93 97 101 80 156 ioodvbdlimc2 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 ) ) ) โ‰  โˆ… )
158 64 83 100 157 68 ellimciota โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฆ ๐‘ฆ โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) )
159 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) = ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) )
160 159 oveq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) = ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) )
161 160 fveq2d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) )
162 161 oveq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) )
163 162 cbvmptv โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฅ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) )
164 id โŠข ( ๐‘ง = ๐‘ฅ โ†’ ๐‘ง = ๐‘ฅ )
165 fveq2 โŠข ( ๐‘ง = ๐‘ฅ โ†’ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) โ€˜ ๐‘ง ) = ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
166 164 165 oveq12d โŠข ( ๐‘ง = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐‘ง + ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ) = ( ๐‘ฅ + ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
167 166 cbvmptv โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ง + ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ โ†ฆ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ฯ€ โˆ’ ๐‘ฆ ) / ๐‘‡ ) ) ยท ๐‘‡ ) ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
168 13 14 20 5 24 6 7 26 1 37 58 82 158 4 163 167 fourierdlem49 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( -โˆž (,) ๐‘‹ ) ) limโ„‚ ๐‘‹ ) โ‰  โˆ… )
169 93 97 101 80 156 ioodvbdlimc1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) โ‰  โˆ… )
170 64 83 110 169 68 ellimciota โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฆ ๐‘ฆ โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) ) โˆˆ ( ( ๐น โ†พ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) (,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) limโ„‚ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) ) )
171 biid โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ค โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) [,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ค = ( ๐‘‹ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) โ†” ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ ( 0 ..^ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ค โˆˆ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘– ) [,) ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘– + 1 ) ) ) ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โˆง ๐‘ค = ( ๐‘‹ + ( ๐‘˜ ยท ๐‘‡ ) ) ) )
172 13 14 20 5 24 6 7 1 37 58 82 170 4 163 167 171 fourierdlem48 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘‹ (,) +โˆž ) ) limโ„‚ ๐‘‹ ) โ‰  โˆ… )
173 168 172 jca 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… ) )