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Theorem fourierdlem57

Description: The derivative of O . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem57.f φ F :
fourierdlem57.xre φ X
fourierdlem57.a φ A
fourierdlem57.b φ B
fourierdlem57.fdv φ F X + A X + B : X + A X + B
fourierdlem57.ab φ A B π π
fourierdlem57.n0 φ ¬ 0 A B
fourierdlem57.c φ C
fourierdlem57.o O = s A B F X + s C 2 sin s 2
Assertion fourierdlem57 φ O : A B D O = s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2 ds A B 2 sin s 2 d s = s A B cos s 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem57.f φ F :
2 fourierdlem57.xre φ X
3 fourierdlem57.a φ A
4 fourierdlem57.b φ B
5 fourierdlem57.fdv φ F X + A X + B : X + A X + B
6 fourierdlem57.ab φ A B π π
7 fourierdlem57.n0 φ ¬ 0 A B
8 fourierdlem57.c φ C
9 fourierdlem57.o O = s A B F X + s C 2 sin s 2
10 5 adantr φ s A B F X + A X + B : X + A X + B
11 2 3 readdcld φ X + A
12 11 rexrd φ X + A *
13 12 adantr φ s A B X + A *
14 2 4 readdcld φ X + B
15 14 rexrd φ X + B *
16 15 adantr φ s A B X + B *
17 2 adantr φ s A B X
18 elioore s A B s
19 18 adantl φ s A B s
20 17 19 readdcld φ s A B X + s
21 3 adantr φ s A B A
22 21 rexrd φ s A B A *
23 4 rexrd φ B *
24 23 adantr φ s A B B *
25 simpr φ s A B s A B
26 ioogtlb A * B * s A B A < s
27 22 24 25 26 syl3anc φ s A B A < s
28 21 19 17 27 ltadd2dd φ s A B X + A < X + s
29 4 adantr φ s A B B
30 iooltub A * B * s A B s < B
31 22 24 25 30 syl3anc φ s A B s < B
32 19 29 17 31 ltadd2dd φ s A B X + s < X + B
33 13 16 20 28 32 eliood φ s A B X + s X + A X + B
34 10 33 ffvelrnd φ s A B F X + A X + B X + s
35 2re 2
36 35 a1i φ s A B 2
37 rehalfcl s s 2
38 19 37 syl φ s A B s 2
39 38 resincld φ s A B sin s 2
40 36 39 remulcld φ s A B 2 sin s 2
41 34 40 remulcld φ s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2
42 38 recoscld φ s A B cos s 2
43 1 adantr φ s A B F :
44 43 20 ffvelrnd φ s A B F X + s
45 8 adantr φ s A B C
46 44 45 resubcld φ s A B F X + s C
47 42 46 remulcld φ s A B cos s 2 F X + s C
48 41 47 resubcld φ s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C
49 40 resqcld φ s A B 2 sin s 2 2
50 2cnd s 2
51 37 recnd s s 2
52 51 sincld s sin s 2
53 50 52 mulcld s 2 sin s 2
54 19 53 syl φ s A B 2 sin s 2
55 2cnd φ s A B 2
56 19 52 syl φ s A B sin s 2
57 2ne0 2 0
58 57 a1i φ s A B 2 0
59 6 sselda φ s A B s π π
60 eqcom s = 0 0 = s
61 60 biimpi s = 0 0 = s
62 61 adantl s A B s = 0 0 = s
63 simpl s A B s = 0 s A B
64 62 63 eqeltrd s A B s = 0 0 A B
65 64 adantll φ s A B s = 0 0 A B
66 7 ad2antrr φ s A B s = 0 ¬ 0 A B
67 65 66 pm2.65da φ s A B ¬ s = 0
68 67 neqned φ s A B s 0
69 fourierdlem44 s π π s 0 sin s 2 0
70 59 68 69 syl2anc φ s A B sin s 2 0
71 55 56 58 70 mulne0d φ s A B 2 sin s 2 0
72 2z 2
73 72 a1i φ s A B 2
74 54 71 73 expne0d φ s A B 2 sin s 2 2 0
75 48 49 74 redivcld φ s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2
76 eqid s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2 = s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2
77 75 76 fmptd φ s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2 : A B
78 9 a1i φ O = s A B F X + s C 2 sin s 2
79 78 oveq2d φ D O = ds A B F X + s C 2 sin s 2 d s
80 reelprrecn
81 80 a1i φ
82 46 recnd φ s A B F X + s C
83 44 recnd φ s A B F X + s
84 eqid D F X + A X + B = D F X + A X + B
85 1 2 3 4 84 5 fourierdlem28 φ ds A B F X + s d s = s A B F X + A X + B X + s
86 45 recnd φ s A B C
87 0red φ s A B 0
88 iooretop A B topGen ran .
89 eqid TopOpen fld = TopOpen fld
90 89 tgioo2 topGen ran . = TopOpen fld 𝑡
91 88 90 eleqtri A B TopOpen fld 𝑡
92 91 a1i φ A B TopOpen fld 𝑡
93 8 recnd φ C
94 81 92 93 dvmptconst φ ds A B C d s = s A B 0
95 81 83 34 85 86 87 94 dvmptsub φ ds A B F X + s C d s = s A B F X + A X + B X + s 0
96 34 recnd φ s A B F X + A X + B X + s
97 96 subid1d φ s A B F X + A X + B X + s 0 = F X + A X + B X + s
98 97 mpteq2dva φ s A B F X + A X + B X + s 0 = s A B F X + A X + B X + s
99 95 98 eqtrd φ ds A B F X + s C d s = s A B F X + A X + B X + s
100 eldifsn 2 sin s 2 0 2 sin s 2 2 sin s 2 0
101 54 71 100 sylanbrc φ s A B 2 sin s 2 0
102 recn s s
103 57 a1i s 2 0
104 102 50 103 divrec2d s s 2 = 1 2 s
105 104 eqcomd s 1 2 s = s 2
106 18 105 syl s A B 1 2 s = s 2
107 106 fveq2d s A B cos 1 2 s = cos s 2
108 halfcn 1 2
109 108 a1i s 1 2
110 id s s
111 109 110 mulcld s 1 2 s
112 111 coscld s cos 1 2 s
113 18 102 112 3syl s A B cos 1 2 s
114 107 113 eqeltrrd s A B cos s 2
115 114 adantl φ s A B cos s 2
116 ioossre A B
117 resmpt A B s 2 sin s 2 A B = s A B 2 sin s 2
118 116 117 ax-mp s 2 sin s 2 A B = s A B 2 sin s 2
119 118 eqcomi s A B 2 sin s 2 = s 2 sin s 2 A B
120 119 oveq2i ds A B 2 sin s 2 d s = D s 2 sin s 2 A B
121 ax-resscn
122 eqid s 2 sin s 2 = s 2 sin s 2
123 122 53 fmpti s 2 sin s 2 :
124 ssid
125 89 90 dvres s 2 sin s 2 : A B D s 2 sin s 2 A B = ds 2 sin s 2 d s int topGen ran . A B
126 121 123 124 116 125 mp4an D s 2 sin s 2 A B = ds 2 sin s 2 d s int topGen ran . A B
127 resmpt s 2 sin 1 2 s = s 2 sin 1 2 s
128 121 127 ax-mp s 2 sin 1 2 s = s 2 sin 1 2 s
129 105 fveq2d s sin 1 2 s = sin s 2
130 129 oveq2d s 2 sin 1 2 s = 2 sin s 2
131 130 mpteq2ia s 2 sin 1 2 s = s 2 sin s 2
132 128 131 eqtr2i s 2 sin s 2 = s 2 sin 1 2 s
133 132 oveq2i ds 2 sin s 2 d s = D s 2 sin 1 2 s
134 ioontr int topGen ran . A B = A B
135 133 134 reseq12i ds 2 sin s 2 d s int topGen ran . A B = s 2 sin 1 2 s A B
136 eqid s 2 sin 1 2 s = s 2 sin 1 2 s
137 2cnd s 2
138 111 sincld s sin 1 2 s
139 137 138 mulcld s 2 sin 1 2 s
140 136 139 fmpti s 2 sin 1 2 s :
141 ssid
142 dmmptg s 2 1 2 cos 1 2 s dom s 2 1 2 cos 1 2 s =
143 2cn 2
144 143 108 mulcli 2 1 2
145 144 a1i s 2 1 2
146 145 112 mulcld s 2 1 2 cos 1 2 s
147 142 146 mprg dom s 2 1 2 cos 1 2 s =
148 121 147 sseqtrri dom s 2 1 2 cos 1 2 s
149 dvasinbx 2 1 2 ds 2 sin 1 2 s d s = s 2 1 2 cos 1 2 s
150 143 108 149 mp2an ds 2 sin 1 2 s d s = s 2 1 2 cos 1 2 s
151 150 dmeqi dom ds 2 sin 1 2 s d s = dom s 2 1 2 cos 1 2 s
152 148 151 sseqtrri dom ds 2 sin 1 2 s d s
153 dvres3 s 2 sin 1 2 s : dom ds 2 sin 1 2 s d s D s 2 sin 1 2 s = ds 2 sin 1 2 s d s
154 80 140 141 152 153 mp4an D s 2 sin 1 2 s = ds 2 sin 1 2 s d s
155 154 reseq1i s 2 sin 1 2 s A B = ds 2 sin 1 2 s d s A B
156 150 reseq1i ds 2 sin 1 2 s d s = s 2 1 2 cos 1 2 s
157 156 reseq1i ds 2 sin 1 2 s d s A B = s 2 1 2 cos 1 2 s A B
158 resabs1 A B s 2 1 2 cos 1 2 s A B = s 2 1 2 cos 1 2 s A B
159 116 158 ax-mp s 2 1 2 cos 1 2 s A B = s 2 1 2 cos 1 2 s A B
160 ioosscn A B
161 resmpt A B s 2 1 2 cos 1 2 s A B = s A B 2 1 2 cos 1 2 s
162 160 161 ax-mp s 2 1 2 cos 1 2 s A B = s A B 2 1 2 cos 1 2 s
163 157 159 162 3eqtri ds 2 sin 1 2 s d s A B = s A B 2 1 2 cos 1 2 s
164 135 155 163 3eqtri ds 2 sin s 2 d s int topGen ran . A B = s A B 2 1 2 cos 1 2 s
165 120 126 164 3eqtri ds A B 2 sin s 2 d s = s A B 2 1 2 cos 1 2 s
166 143 57 recidi 2 1 2 = 1
167 166 oveq1i 2 1 2 cos 1 2 s = 1 cos 1 2 s
168 167 a1i s A B 2 1 2 cos 1 2 s = 1 cos 1 2 s
169 113 mulid2d s A B 1 cos 1 2 s = cos 1 2 s
170 168 169 107 3eqtrd s A B 2 1 2 cos 1 2 s = cos s 2
171 170 mpteq2ia s A B 2 1 2 cos 1 2 s = s A B cos s 2
172 165 171 eqtri ds A B 2 sin s 2 d s = s A B cos s 2
173 172 a1i φ ds A B 2 sin s 2 d s = s A B cos s 2
174 81 82 34 99 101 115 173 dvmptdiv φ ds A B F X + s C 2 sin s 2 d s = s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2
175 79 174 eqtrd φ D O = s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2
176 175 feq1d φ O : A B s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2 : A B
177 77 176 mpbird φ O : A B
178 177 175 jca φ O : A B D O = s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2
179 178 172 pm3.2i φ O : A B D O = s A B F X + A X + B X + s 2 sin s 2 cos s 2 F X + s C 2 sin s 2 2 ds A B 2 sin s 2 d s = s A B cos s 2