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Theorem dirkertrigeqlem2

Description: Trigonometric equality lemma for the Dirichlet kernel trigonometric equality. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses dirkertrigeqlem2.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
dirkertrigeqlem2.sinne0 ⊢ φ → sin ⁡ A ≠ 0
dirkertrigeqlem2.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
Assertion dirkertrigeqlem2 ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A π = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ A 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dirkertrigeqlem2.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 dirkertrigeqlem2.sinne0 ⊢ φ → sin ⁡ A ≠ 0
3 dirkertrigeqlem2.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
4 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
5 4 halfcld ⊢ φ → 1 2 ∈ ℂ
6 fzfid ⊢ φ → 1 … N ∈ Fin
7 elfzelz ⊢ n ∈ 1 … N → n ∈ ℤ
8 7 zcnd ⊢ n ∈ 1 … N → n ∈ ℂ
9 8 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n ∈ ℂ
10 1 recnd ⊢ φ → A ∈ ℂ
11 10 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → A ∈ ℂ
12 9 11 mulcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n ⁢ A ∈ ℂ
13 12 coscld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → cos ⁡ n ⁢ A ∈ ℂ
14 6 13 fsumcl ⊢ φ → ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ∈ ℂ
15 5 14 addcld ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ∈ ℂ
16 10 sincld ⊢ φ → sin ⁡ A ∈ ℂ
17 15 16 2 divcan4d ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A sin ⁡ A = 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A
18 17 eqcomd ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A = 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A sin ⁡ A
19 6 16 13 fsummulc1 ⊢ φ → ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A
20 16 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A ∈ ℂ
21 13 20 mulcomd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ n ⁢ A
22 sinmulcos ⊢ A ∈ ℂ ∧ n ⁢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ n ⁢ A = sin ⁡ A + n ⁢ A + sin ⁡ A − n ⁢ A 2
23 11 12 22 syl2anc ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ n ⁢ A = sin ⁡ A + n ⁢ A + sin ⁡ A − n ⁢ A 2
24 1cnd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → 1 ∈ ℂ
25 9 24 11 adddird ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n + 1 ⁢ A = n ⁢ A + 1 ⁢ A
26 24 11 mulcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → 1 ⁢ A ∈ ℂ
27 12 26 addcomd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n ⁢ A + 1 ⁢ A = 1 ⁢ A + n ⁢ A
28 10 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ A = A
29 28 oveq1d ⊢ φ → 1 ⁢ A + n ⁢ A = A + n ⁢ A
30 29 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → 1 ⁢ A + n ⁢ A = A + n ⁢ A
31 25 27 30 3eqtrrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → A + n ⁢ A = n + 1 ⁢ A
32 31 fveq2d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A + n ⁢ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A
33 12 11 negsubdi2d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → − n ⁢ A − A = A − n ⁢ A
34 33 eqcomd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → A − n ⁢ A = − n ⁢ A − A
35 34 fveq2d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A − n ⁢ A = sin ⁡ − n ⁢ A − A
36 12 11 subcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n ⁢ A − A ∈ ℂ
37 sinneg ⊢ n ⁢ A − A ∈ ℂ → sin ⁡ − n ⁢ A − A = − sin ⁡ n ⁢ A − A
38 36 37 syl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ − n ⁢ A − A = − sin ⁡ n ⁢ A − A
39 35 38 eqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A − n ⁢ A = − sin ⁡ n ⁢ A − A
40 32 39 oveq12d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A + n ⁢ A + sin ⁡ A − n ⁢ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A + − sin ⁡ n ⁢ A − A
41 11 12 addcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → A + n ⁢ A ∈ ℂ
42 41 sincld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A + n ⁢ A ∈ ℂ
43 32 42 eqeltrrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A ∈ ℂ
44 36 sincld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n ⁢ A − A ∈ ℂ
45 43 44 negsubd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A + − sin ⁡ n ⁢ A − A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A − A
46 9 11 mulsubfacd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n ⁢ A − A = n − 1 ⁢ A
47 46 fveq2d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n ⁢ A − A = sin ⁡ n − 1 ⁢ A
48 47 oveq2d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A − A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
49 40 45 48 3eqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A + n ⁢ A + sin ⁡ A − n ⁢ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
50 49 oveq1d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ A + n ⁢ A + sin ⁡ A − n ⁢ A 2 = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2
51 21 23 50 3eqtrd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2
52 51 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2
53 2cnd ⊢ φ → 2 ∈ ℂ
54 peano2cnm ⊢ n ∈ ℂ → n − 1 ∈ ℂ
55 9 54 syl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n − 1 ∈ ℂ
56 55 11 mulcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n − 1 ⁢ A ∈ ℂ
57 56 sincld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n − 1 ⁢ A ∈ ℂ
58 43 57 subcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A ∈ ℂ
59 2ne0 ⊢ 2 ≠ 0
60 59 a1i ⊢ φ → 2 ≠ 0
61 6 53 58 60 fsumdivc ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2 = ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2
62 6 58 fsumcl ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A ∈ ℂ
63 62 53 60 divrec2d ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2 = 1 2 ⁢ ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
64 61 63 eqtr3d ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A 2 = 1 2 ⁢ ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
65 19 52 64 3eqtrd ⊢ φ → ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = 1 2 ⁢ ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
66 65 oveq2d ⊢ φ → 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ A + 1 2 ⁢ ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
67 5 14 16 adddird ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A
68 5 16 62 adddid ⊢ φ → 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ A + 1 2 ⁢ ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
69 66 67 68 3eqtr4d ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
70 69 oveq1d ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A ⁢ sin ⁡ A sin ⁡ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A sin ⁡ A
71 12 sincld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n ⁢ A ∈ ℂ
72 43 71 57 npncand ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A + sin ⁡ n ⁢ A - sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
73 72 eqcomd ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A + sin ⁡ n ⁢ A - sin ⁡ n − 1 ⁢ A
74 73 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A + sin ⁡ n ⁢ A - sin ⁡ n − 1 ⁢ A
75 43 71 subcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A ∈ ℂ
76 71 57 subcld ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A ∈ ℂ
77 6 75 76 fsumadd ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A + sin ⁡ n ⁢ A - sin ⁡ n − 1 ⁢ A = ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
78 fvoveq1 ⊢ j = n → sin ⁡ j ⁢ A = sin ⁡ n ⁢ A
79 fvoveq1 ⊢ j = n + 1 → sin ⁡ j ⁢ A = sin ⁡ n + 1 ⁢ A
80 fvoveq1 ⊢ j = 1 → sin ⁡ j ⁢ A = sin ⁡ 1 ⁢ A
81 fvoveq1 ⊢ j = N + 1 → sin ⁡ j ⁢ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A
82 3 nnzd ⊢ φ → N ∈ ℤ
83 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
84 3 83 eleqtrdi ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ 1
85 peano2uz ⊢ N ∈ ℤ ≥ 1 → N + 1 ∈ ℤ ≥ 1
86 84 85 syl ⊢ φ → N + 1 ∈ ℤ ≥ 1
87 elfzelz ⊢ j ∈ 1 … N + 1 → j ∈ ℤ
88 87 zcnd ⊢ j ∈ 1 … N + 1 → j ∈ ℂ
89 88 adantl ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → j ∈ ℂ
90 10 adantr ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → A ∈ ℂ
91 89 90 mulcld ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → j ⁢ A ∈ ℂ
92 91 sincld ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → sin ⁡ j ⁢ A ∈ ℂ
93 78 79 80 81 82 86 92 telfsum2 ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A
94 1cnd ⊢ n ∈ 1 … N → 1 ∈ ℂ
95 8 94 pncand ⊢ n ∈ 1 … N → n + 1 - 1 = n
96 95 eqcomd ⊢ n ∈ 1 … N → n = n + 1 - 1
97 96 adantl ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → n = n + 1 - 1
98 97 fvoveq1d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n ⁢ A = sin ⁡ n + 1 - 1 ⁢ A
99 98 oveq1d ⊢ φ ∧ n ∈ 1 … N → sin ⁡ n ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ n + 1 - 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
100 99 sumeq2dv ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 - 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A
101 oveq1 ⊢ j = n → j − 1 = n − 1
102 101 fvoveq1d ⊢ j = n → sin ⁡ j − 1 ⁢ A = sin ⁡ n − 1 ⁢ A
103 oveq1 ⊢ j = n + 1 → j − 1 = n + 1 - 1
104 103 fvoveq1d ⊢ j = n + 1 → sin ⁡ j − 1 ⁢ A = sin ⁡ n + 1 - 1 ⁢ A
105 oveq1 ⊢ j = 1 → j − 1 = 1 − 1
106 105 fvoveq1d ⊢ j = 1 → sin ⁡ j − 1 ⁢ A = sin ⁡ 1 − 1 ⁢ A
107 oveq1 ⊢ j = N + 1 → j − 1 = N + 1 - 1
108 107 fvoveq1d ⊢ j = N + 1 → sin ⁡ j − 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 - 1 ⁢ A
109 1cnd ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → 1 ∈ ℂ
110 89 109 subcld ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → j − 1 ∈ ℂ
111 110 90 mulcld ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → j − 1 ⁢ A ∈ ℂ
112 111 sincld ⊢ φ ∧ j ∈ 1 … N + 1 → sin ⁡ j − 1 ⁢ A ∈ ℂ
113 102 104 106 108 82 86 112 telfsum2 ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 - 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 - 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 − 1 ⁢ A
114 3 nnred ⊢ φ → N ∈ ℝ
115 114 recnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
116 115 4 pncand ⊢ φ → N + 1 - 1 = N
117 116 fvoveq1d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 - 1 ⁢ A = sin ⁡ N ⁢ A
118 4 subidd ⊢ φ → 1 − 1 = 0
119 118 oveq1d ⊢ φ → 1 − 1 ⁢ A = 0 ⋅ A
120 10 mul02d ⊢ φ → 0 ⋅ A = 0
121 119 120 eqtrd ⊢ φ → 1 − 1 ⁢ A = 0
122 121 fveq2d ⊢ φ → sin ⁡ 1 − 1 ⁢ A = sin ⁡ 0
123 sin0 ⊢ sin ⁡ 0 = 0
124 123 a1i ⊢ φ → sin ⁡ 0 = 0
125 122 124 eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ 1 − 1 ⁢ A = 0
126 117 125 oveq12d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 - 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 − 1 ⁢ A = sin ⁡ N ⁢ A − 0
127 100 113 126 3eqtrd ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ N ⁢ A − 0
128 93 127 oveq12d ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n ⁢ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A - 0
129 74 77 128 3eqtrd ⊢ φ → ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A - 0
130 129 oveq2d ⊢ φ → sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0
131 28 fveq2d ⊢ φ → sin ⁡ 1 ⁢ A = sin ⁡ A
132 131 oveq2d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A
133 132 oveq1d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A - 0 = sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A - 0
134 133 oveq2d ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0
135 115 4 addcld ⊢ φ → N + 1 ∈ ℂ
136 135 10 mulcld ⊢ φ → N + 1 ⁢ A ∈ ℂ
137 136 sincld ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A ∈ ℂ
138 137 16 subcld ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A ∈ ℂ
139 115 10 mulcld ⊢ φ → N ⁢ A ∈ ℂ
140 139 sincld ⊢ φ → sin ⁡ N ⁢ A ∈ ℂ
141 0cnd ⊢ φ → 0 ∈ ℂ
142 140 141 subcld ⊢ φ → sin ⁡ N ⁢ A − 0 ∈ ℂ
143 16 138 142 addassd ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0
144 143 eqcomd ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0
145 16 137 pncan3d ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A - sin ⁡ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A
146 140 subid1d ⊢ φ → sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ N ⁢ A
147 145 146 oveq12d ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ N + 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A
148 137 140 addcomd ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A = sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A
149 147 148 eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A
150 134 144 149 3eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A − sin ⁡ 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A − 0 = sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A
151 130 150 eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A
152 151 oveq2d ⊢ φ → 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A
153 152 oveq1d ⊢ φ → 1 2 ⁢ sin ⁡ A + ∑ n = 1 N sin ⁡ n + 1 ⁢ A − sin ⁡ n − 1 ⁢ A sin ⁡ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A sin ⁡ A
154 18 70 153 3eqtrd ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A = 1 2 ⁢ sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A sin ⁡ A
155 halfre ⊢ 1 2 ∈ ℝ
156 155 a1i ⊢ φ → 1 2 ∈ ℝ
157 114 156 readdcld ⊢ φ → N + 1 2 ∈ ℝ
158 157 1 remulcld ⊢ φ → N + 1 2 ⁢ A ∈ ℝ
159 158 recnd ⊢ φ → N + 1 2 ⁢ A ∈ ℂ
160 5 10 mulcld ⊢ φ → 1 2 ⁢ A ∈ ℂ
161 sinmulcos ⊢ N + 1 2 ⁢ A ∈ ℂ ∧ 1 2 ⁢ A ∈ ℂ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A + sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A 2
162 159 160 161 syl2anc ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A + sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A 2
163 115 5 10 adddird ⊢ φ → N + 1 2 ⁢ A = N ⁢ A + 1 2 ⁢ A
164 163 oveq1d ⊢ φ → N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A = N ⁢ A + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A
165 139 160 160 addassd ⊢ φ → N ⁢ A + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A = N ⁢ A + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A
166 5 5 10 adddird ⊢ φ → 1 2 + 1 2 ⁢ A = 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A
167 4 2halvesd ⊢ φ → 1 2 + 1 2 = 1
168 167 oveq1d ⊢ φ → 1 2 + 1 2 ⁢ A = 1 ⁢ A
169 166 168 eqtr3d ⊢ φ → 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A = 1 ⁢ A
170 169 oveq2d ⊢ φ → N ⁢ A + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A = N ⁢ A + 1 ⁢ A
171 115 4 10 adddird ⊢ φ → N + 1 ⁢ A = N ⁢ A + 1 ⁢ A
172 170 171 eqtr4d ⊢ φ → N ⁢ A + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A = N + 1 ⁢ A
173 164 165 172 3eqtrrd ⊢ φ → N + 1 ⁢ A = N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A
174 173 fveq2d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A
175 163 oveq1d ⊢ φ → N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A = N ⁢ A + 1 2 ⁢ A - 1 2 ⁢ A
176 139 160 pncand ⊢ φ → N ⁢ A + 1 2 ⁢ A - 1 2 ⁢ A = N ⁢ A
177 175 176 eqtr2d ⊢ φ → N ⁢ A = N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A
178 177 fveq2d ⊢ φ → sin ⁡ N ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A
179 174 178 oveq12d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A + sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A
180 179 oveq1d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A 2 = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A + 1 2 ⁢ A + sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A − 1 2 ⁢ A 2
181 162 180 eqtr4d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A 2
182 148 oveq1d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 ⁢ A + sin ⁡ N ⁢ A 2 = sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A 2
183 140 137 addcld ⊢ φ → sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A ∈ ℂ
184 183 53 60 divrec2d ⊢ φ → sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A 2 = 1 2 ⁢ sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A
185 181 182 184 3eqtrrd ⊢ φ → 1 2 ⁢ sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A
186 185 oveq1d ⊢ φ → 1 2 ⁢ sin ⁡ N ⁢ A + sin ⁡ N + 1 ⁢ A sin ⁡ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A sin ⁡ A
187 10 53 60 divcan2d ⊢ φ → 2 ⁢ A 2 = A
188 187 eqcomd ⊢ φ → A = 2 ⁢ A 2
189 188 fveq2d ⊢ φ → sin ⁡ A = sin ⁡ 2 ⁢ A 2
190 10 halfcld ⊢ φ → A 2 ∈ ℂ
191 sin2t ⊢ A 2 ∈ ℂ → sin ⁡ 2 ⁢ A 2 = 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2
192 190 191 syl ⊢ φ → sin ⁡ 2 ⁢ A 2 = 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2
193 189 192 eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ A = 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2
194 193 oveq2d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A sin ⁡ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2
195 190 sincld ⊢ φ → sin ⁡ A 2 ∈ ℂ
196 190 coscld ⊢ φ → cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
197 53 195 196 mulassd ⊢ φ → 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 = 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2
198 10 53 60 divrec2d ⊢ φ → A 2 = 1 2 ⁢ A
199 198 fveq2d ⊢ φ → cos ⁡ A 2 = cos ⁡ 1 2 ⁢ A
200 199 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 = 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A
201 197 200 eqtr3d ⊢ φ → 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 = 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A
202 201 oveq2d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A
203 159 sincld ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ∈ ℂ
204 53 195 mulcld ⊢ φ → 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ∈ ℂ
205 160 coscld ⊢ φ → cos ⁡ 1 2 ⁢ A ∈ ℂ
206 195 196 mulcld ⊢ φ → sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
207 193 2 eqnetrrd ⊢ φ → 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 ≠ 0
208 53 206 207 mulne0bbd ⊢ φ → sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ A 2 ≠ 0
209 195 196 208 mulne0bad ⊢ φ → sin ⁡ A 2 ≠ 0
210 53 195 60 209 mulne0d ⊢ φ → 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ≠ 0
211 195 196 208 mulne0bbd ⊢ φ → cos ⁡ A 2 ≠ 0
212 199 211 eqnetrrd ⊢ φ → cos ⁡ 1 2 ⁢ A ≠ 0
213 203 204 205 210 212 divcan5rd ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2 ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2
214 194 202 213 3eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 1 2 ⁢ A sin ⁡ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2
215 154 186 214 3eqtrd ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2
216 215 oveq1d ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A π = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2 π
217 picn ⊢ π ∈ ℂ
218 217 a1i ⊢ φ → π ∈ ℂ
219 pire ⊢ π ∈ ℝ
220 pipos ⊢ 0 < π
221 219 220 gt0ne0ii ⊢ π ≠ 0
222 221 a1i ⊢ φ → π ≠ 0
223 203 204 218 210 222 divdiv32d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ sin ⁡ A 2 π = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A π 2 ⁢ sin ⁡ A 2
224 203 218 204 222 210 divdiv1d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A π 2 ⁢ sin ⁡ A 2 = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A π ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A 2
225 218 53 195 mulassd ⊢ φ → π ⋅ 2 ⁢ sin ⁡ A 2 = π ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A 2
226 218 53 mulcomd ⊢ φ → π ⋅ 2 = 2 ⁢ π
227 226 oveq1d ⊢ φ → π ⋅ 2 ⁢ sin ⁡ A 2 = 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ A 2
228 225 227 eqtr3d ⊢ φ → π ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A 2 = 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ A 2
229 228 oveq2d ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A π ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A 2 = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ A 2
230 224 229 eqtrd ⊢ φ → sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A π 2 ⁢ sin ⁡ A 2 = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ A 2
231 216 223 230 3eqtrd ⊢ φ → 1 2 + ∑ n = 1 N cos ⁡ n ⁢ A π = sin ⁡ N + 1 2 ⁢ A 2 ⁢ π ⁢ sin ⁡ A 2