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Theorem fourierdlem110

Description: The integral of a piecewise continuous periodic function F is unchanged if the domain is shifted by any value X . This lemma generalizes fourierdlem92 where the integral was shifted by the exact period. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem110.a φ A
fourierdlem110.b φ B
fourierdlem110.t T = B A
fourierdlem110.x φ X
fourierdlem110.p P = m p 0 m | p 0 = A p m = B i 0 ..^ m p i < p i + 1
fourierdlem110.m φ M
fourierdlem110.q φ Q P M
fourierdlem110.f φ F :
fourierdlem110.fper φ x F x + T = F x
fourierdlem110.fcn φ i 0 ..^ M F Q i Q i + 1 : Q i Q i + 1 cn
fourierdlem110.r φ i 0 ..^ M R F Q i Q i + 1 lim Q i
fourierdlem110.l φ i 0 ..^ M L F Q i Q i + 1 lim Q i + 1
Assertion fourierdlem110 φ A X B X F x dx = A B F x dx

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem110.a φ A
2 fourierdlem110.b φ B
3 fourierdlem110.t T = B A
4 fourierdlem110.x φ X
5 fourierdlem110.p P = m p 0 m | p 0 = A p m = B i 0 ..^ m p i < p i + 1
6 fourierdlem110.m φ M
7 fourierdlem110.q φ Q P M
8 fourierdlem110.f φ F :
9 fourierdlem110.fper φ x F x + T = F x
10 fourierdlem110.fcn φ i 0 ..^ M F Q i Q i + 1 : Q i Q i + 1 cn
11 fourierdlem110.r φ i 0 ..^ M R F Q i Q i + 1 lim Q i
12 fourierdlem110.l φ i 0 ..^ M L F Q i Q i + 1 lim Q i + 1
13 eqid m p 0 m | p 0 = A X p m = B X i 0 ..^ m p i < p i + 1 = m p 0 m | p 0 = A X p m = B X i 0 ..^ m p i < p i + 1
14 oveq1 y = x y + k T = x + k T
15 14 eleq1d y = x y + k T ran Q x + k T ran Q
16 15 rexbidv y = x k y + k T ran Q k x + k T ran Q
17 16 cbvrabv y A X B X | k y + k T ran Q = x A X B X | k x + k T ran Q
18 17 uneq2i A X B X y A X B X | k y + k T ran Q = A X B X x A X B X | k x + k T ran Q
19 oveq1 l = k l T = k T
20 19 oveq2d l = k y + l T = y + k T
21 20 eleq1d l = k y + l T ran Q y + k T ran Q
22 21 cbvrexvw l y + l T ran Q k y + k T ran Q
23 22 a1i y A X B X l y + l T ran Q k y + k T ran Q
24 23 rabbiia y A X B X | l y + l T ran Q = y A X B X | k y + k T ran Q
25 24 uneq2i A X B X y A X B X | l y + l T ran Q = A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
26 25 fveq2i A X B X y A X B X | l y + l T ran Q = A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
27 26 oveq1i A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 = A X B X y A X B X | k y + k T ran Q 1
28 isoeq5 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q = A X B X y A X B X | k y + k T ran Q g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
29 25 28 ax-mp g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
30 isoeq1 g = f g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | k y + k T ran Q f Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
31 29 30 syl5bb g = f g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q f Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
32 31 cbviotavw ι g | g Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q = ι f | f Isom < , < 0 A X B X y A X B X | l y + l T ran Q 1 A X B X y A X B X | k y + k T ran Q
33 id y = x y = x
34 oveq2 y = x B y = B x
35 34 oveq1d y = x B y T = B x T
36 35 fveq2d y = x B y T = B x T
37 36 oveq1d y = x B y T T = B x T T
38 33 37 oveq12d y = x y + B y T T = x + B x T T
39 38 cbvmptv y y + B y T T = x x + B x T T
40 eqeq1 y = w y = B w = B
41 id y = w y = w
42 40 41 ifbieq2d y = w if y = B A y = if w = B A w
43 42 cbvmptv y A B if y = B A y = w A B if w = B A w
44 fveq2 z = x y y + B y T T z = y y + B y T T x
45 44 fveq2d z = x y A B if y = B A y y y + B y T T z = y A B if y = B A y y y + B y T T x
46 45 breq2d z = x Q j y A B if y = B A y y y + B y T T z Q j y A B if y = B A y y y + B y T T x
47 46 rabbidv z = x j 0 ..^ M | Q j y A B if y = B A y y y + B y T T z = j 0 ..^ M | Q j y A B if y = B A y y y + B y T T x
48 47 supeq1d z = x sup j 0 ..^ M | Q j y A B if y = B A y y y + B y T T z < = sup j 0 ..^ M | Q j y A B if y = B A y y y + B y T T x <
49 48 cbvmptv z sup j 0 ..^ M | Q j y A B if y = B A y y y + B y T T z < = x sup j 0 ..^ M | Q j y A B if y = B A y y y + B y T T x <
50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 27 32 39 43 49 fourierdlem109 φ A X B X F x dx = A B F x dx