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Theorem dirkercncflem3

Description: The Dirichlet kernel is continuous at Y points that are multiples of ( 2 x. _pi ) . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses dirkercncflem3.d ⊢ D = n ∈ ℕ ⟼ y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ n + 1 2 ⁢ π sin ⁡ n + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
dirkercncflem3.a ⊢ A = Y − π
dirkercncflem3.b ⊢ B = Y + π
dirkercncflem3.f ⊢ F = y ∈ A B ⟼ sin ⁡ n + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
dirkercncflem3.g ⊢ G = y ∈ A B ⟼ 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
dirkercncflem3.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
dirkercncflem3.yr ⊢ φ → Y ∈ ℝ
dirkercncflem3.yod ⊢ φ → Y mod 2 ⁢ π = 0
Assertion dirkercncflem3 ⊢ φ → D ⁡ N ⁡ Y ∈ D ⁡ N lim ℂ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dirkercncflem3.d ⊢ D = n ∈ ℕ ⟼ y ∈ ℝ ⟼ if y mod 2 ⁢ π = 0 2 ⁢ n + 1 2 ⁢ π sin ⁡ n + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
2 dirkercncflem3.a ⊢ A = Y − π
3 dirkercncflem3.b ⊢ B = Y + π
4 dirkercncflem3.f ⊢ F = y ∈ A B ⟼ sin ⁡ n + 1 2 ⁢ y 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
5 dirkercncflem3.g ⊢ G = y ∈ A B ⟼ 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
6 dirkercncflem3.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
7 dirkercncflem3.yr ⊢ φ → Y ∈ ℝ
8 dirkercncflem3.yod ⊢ φ → Y mod 2 ⁢ π = 0
9 oveq2 ⊢ w = y → N + 1 2 ⁢ w = N + 1 2 ⁢ y
10 9 fveq2d ⊢ w = y → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ w = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ y
11 10 cbvmptv ⊢ w ∈ A B ∖ Y ⟼ sin ⁡ N + 1 2 ⁢ w = y ∈ A B ∖ Y ⟼ sin ⁡ N + 1 2 ⁢ y
12 fvoveq1 ⊢ w = y → sin ⁡ w 2 = sin ⁡ y 2
13 12 oveq2d ⊢ w = y → 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ w 2 = 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
14 13 cbvmptv ⊢ w ∈ A B ∖ Y ⟼ 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ w 2 = y ∈ A B ∖ Y ⟼ 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ y 2
15 2 3 7 8 dirkercncflem1 ⊢ φ → Y ∈ A B ∧ ∀ y ∈ A B ∖ Y sin ⁡ y 2 ≠ 0 ∧ cos ⁡ y 2 ≠ 0
16 15 simprd ⊢ φ → ∀ y ∈ A B ∖ Y sin ⁡ y 2 ≠ 0 ∧ cos ⁡ y 2 ≠ 0
17 r19.26 ⊢ ∀ y ∈ A B ∖ Y sin ⁡ y 2 ≠ 0 ∧ cos ⁡ y 2 ≠ 0 ↔ ∀ y ∈ A B ∖ Y sin ⁡ y 2 ≠ 0 ∧ ∀ y ∈ A B ∖ Y cos ⁡ y 2 ≠ 0
18 16 17 sylib ⊢ φ → ∀ y ∈ A B ∖ Y sin ⁡ y 2 ≠ 0 ∧ ∀ y ∈ A B ∖ Y cos ⁡ y 2 ≠ 0
19 18 simpld ⊢ φ → ∀ y ∈ A B ∖ Y sin ⁡ y 2 ≠ 0
20 19 r19.21bi ⊢ φ ∧ y ∈ A B ∖ Y → sin ⁡ y 2 ≠ 0
21 9 fveq2d ⊢ w = y → cos ⁡ N + 1 2 ⁢ w = cos ⁡ N + 1 2 ⁢ y
22 21 oveq2d ⊢ w = y → N + 1 2 ⁢ cos ⁡ N + 1 2 ⁢ w = N + 1 2 ⁢ cos ⁡ N + 1 2 ⁢ y
23 22 cbvmptv ⊢ w ∈ A B ∖ Y ⟼ N + 1 2 ⁢ cos ⁡ N + 1 2 ⁢ w = y ∈ A B ∖ Y ⟼ N + 1 2 ⁢ cos ⁡ N + 1 2 ⁢ y
24 fvoveq1 ⊢ w = y → cos ⁡ w 2 = cos ⁡ y 2
25 24 oveq2d ⊢ w = y → π ⁢ cos ⁡ w 2 = π ⁢ cos ⁡ y 2
26 25 cbvmptv ⊢ w ∈ A B ∖ Y ⟼ π ⁢ cos ⁡ w 2 = y ∈ A B ∖ Y ⟼ π ⁢ cos ⁡ y 2
27 eqid ⊢ z ∈ A B ⟼ N + 1 2 ⁢ cos ⁡ N + 1 2 ⁢ z π ⁢ cos ⁡ z 2 = z ∈ A B ⟼ N + 1 2 ⁢ cos ⁡ N + 1 2 ⁢ z π ⁢ cos ⁡ z 2
28 15 simpld ⊢ φ → Y ∈ A B
29 18 simprd ⊢ φ → ∀ y ∈ A B ∖ Y cos ⁡ y 2 ≠ 0
30 29 r19.21bi ⊢ φ ∧ y ∈ A B ∖ Y → cos ⁡ y 2 ≠ 0
31 1 11 14 20 23 26 27 6 28 8 30 dirkercncflem2 ⊢ φ → D ⁡ N ⁡ Y ∈ D ⁡ N ↾ A B ∖ Y lim ℂ Y
32 1 dirkerf ⊢ N ∈ ℕ → D ⁡ N : ℝ ⟶ ℝ
33 6 32 syl ⊢ φ → D ⁡ N : ℝ ⟶ ℝ
34 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
35 34 a1i ⊢ φ → ℝ ⊆ ℂ
36 33 35 fssd ⊢ φ → D ⁡ N : ℝ ⟶ ℂ
37 ioossre ⊢ A B ⊆ ℝ
38 37 a1i ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
39 38 ssdifssd ⊢ φ → A B ∖ Y ⊆ ℝ
40 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
41 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ∪ Y = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ∪ Y
42 iooretop ⊢ A B ∈ topGen ⁡ ran ⁡ .
43 retop ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
44 uniretop ⊢ ℝ = ⋃ topGen ⁡ ran ⁡ .
45 44 isopn3 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top ∧ A B ⊆ ℝ → A B ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↔ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
46 43 38 45 sylancr ⊢ φ → A B ∈ topGen ⁡ ran ⁡ . ↔ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
47 42 46 mpbii ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = A B
48 28 47 eleqtrrd ⊢ φ → Y ∈ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B
49 tgioo4 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
50 49 a1i ⊢ φ → topGen ⁡ ran ⁡ . = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
51 50 fveq2d ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . = int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
52 51 fveq1d ⊢ φ → int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ A B = int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ⁡ A B
53 48 52 eleqtrd ⊢ φ → Y ∈ int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ⁡ A B
54 7 snssd ⊢ φ → Y ⊆ ℝ
55 ssequn2 ⊢ Y ⊆ ℝ ↔ ℝ ∪ Y = ℝ
56 54 55 sylib ⊢ φ → ℝ ∪ Y = ℝ
57 56 oveq2d ⊢ φ → TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ∪ Y = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
58 57 fveq2d ⊢ φ → int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ∪ Y = int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ
59 uncom ⊢ A B ∖ Y ∪ Y = Y ∪ A B ∖ Y
60 28 snssd ⊢ φ → Y ⊆ A B
61 undif ⊢ Y ⊆ A B ↔ Y ∪ A B ∖ Y = A B
62 60 61 sylib ⊢ φ → Y ∪ A B ∖ Y = A B
63 59 62 eqtrid ⊢ φ → A B ∖ Y ∪ Y = A B
64 58 63 fveq12d ⊢ φ → int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ∪ Y ⁡ A B ∖ Y ∪ Y = int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ⁡ A B
65 53 64 eleqtrrd ⊢ φ → Y ∈ int ⁡ TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℝ ∪ Y ⁡ A B ∖ Y ∪ Y
66 36 39 35 40 41 65 limcres ⊢ φ → D ⁡ N ↾ A B ∖ Y lim ℂ Y = D ⁡ N lim ℂ Y
67 31 66 eleqtrd ⊢ φ → D ⁡ N ⁡ Y ∈ D ⁡ N lim ℂ Y