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Theorem fourierdlem90

Description: Given a piecewise continuous function, it is still continuous with respect to an open interval of the moved partition. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses fourierdlem90.p ⊢ P = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = A ∧ p ⁡ m = B ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
fourierdlem90.t ⊢ T = B − A
fourierdlem90.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
fourierdlem90.q ⊢ φ → Q ∈ P ⁡ M
fourierdlem90.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℂ
fourierdlem90.6 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
fourierdlem90.fcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
fourierdlem90.c ⊢ φ → C ∈ ℝ
fourierdlem90.d ⊢ φ → D ∈ C +∞
fourierdlem90.o ⊢ O = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = C ∧ p ⁡ m = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
fourierdlem90.h ⊢ H = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
fourierdlem90.n ⊢ N = H − 1
fourierdlem90.s ⊢ S = ι f | f Isom < , < 0 … N H
fourierdlem90.e ⊢ E = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
fourierdlem90.J ⊢ L = y ∈ A B ⟼ if y = B A y
fourierdlem90.17 ⊢ φ → J ∈ 0 ..^ N
fourierdlem90.u ⊢ U = S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1
fourierdlem90.g ⊢ G = F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
fourierdlem90.r ⊢ R = y ∈ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U ⟼ G ⁡ y − U
fourierdlem90.i ⊢ I = x ∈ ℝ ⟼ sup i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ L ⁡ E ⁡ x ℝ <
Assertion fourierdlem90 ⊢ φ → F ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1 : S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fourierdlem90.p ⊢ P = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = A ∧ p ⁡ m = B ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
2 fourierdlem90.t ⊢ T = B − A
3 fourierdlem90.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
4 fourierdlem90.q ⊢ φ → Q ∈ P ⁡ M
5 fourierdlem90.f ⊢ φ → F : ℝ ⟶ ℂ
6 fourierdlem90.6 ⊢ φ ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
7 fourierdlem90.fcn ⊢ φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ
8 fourierdlem90.c ⊢ φ → C ∈ ℝ
9 fourierdlem90.d ⊢ φ → D ∈ C +∞
10 fourierdlem90.o ⊢ O = m ∈ ℕ ⟼ p ∈ ℝ 0 … m | p ⁡ 0 = C ∧ p ⁡ m = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ m p ⁡ i < p ⁡ i + 1
11 fourierdlem90.h ⊢ H = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
12 fourierdlem90.n ⊢ N = H − 1
13 fourierdlem90.s ⊢ S = ι f | f Isom < , < 0 … N H
14 fourierdlem90.e ⊢ E = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
15 fourierdlem90.J ⊢ L = y ∈ A B ⟼ if y = B A y
16 fourierdlem90.17 ⊢ φ → J ∈ 0 ..^ N
17 fourierdlem90.u ⊢ U = S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1
18 fourierdlem90.g ⊢ G = F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
19 fourierdlem90.r ⊢ R = y ∈ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U ⟼ G ⁡ y − U
20 fourierdlem90.i ⊢ I = x ∈ ℝ ⟼ sup i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ L ⁡ E ⁡ x ℝ <
21 1 3 4 fourierdlem11 ⊢ φ → A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ A < B
22 21 simp1d ⊢ φ → A ∈ ℝ
23 21 simp2d ⊢ φ → B ∈ ℝ
24 22 23 iccssred ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
25 21 simp3d ⊢ φ → A < B
26 22 23 25 15 fourierdlem17 ⊢ φ → L : A B ⟶ A B
27 22 23 25 2 14 fourierdlem4 ⊢ φ → E : ℝ ⟶ A B
28 elioore ⊢ D ∈ C +∞ → D ∈ ℝ
29 9 28 syl ⊢ φ → D ∈ ℝ
30 elioo4g ⊢ D ∈ C +∞ ↔ C ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ * ∧ D ∈ ℝ ∧ C < D ∧ D < +∞
31 9 30 sylib ⊢ φ → C ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ * ∧ D ∈ ℝ ∧ C < D ∧ D < +∞
32 31 simprd ⊢ φ → C < D ∧ D < +∞
33 32 simpld ⊢ φ → C < D
34 2 1 3 4 8 29 33 10 11 12 13 fourierdlem54 ⊢ φ → N ∈ ℕ ∧ S ∈ O ⁡ N ∧ S Isom < , < 0 … N H
35 34 simpld ⊢ φ → N ∈ ℕ ∧ S ∈ O ⁡ N
36 35 simprd ⊢ φ → S ∈ O ⁡ N
37 35 simpld ⊢ φ → N ∈ ℕ
38 10 fourierdlem2 ⊢ N ∈ ℕ → S ∈ O ⁡ N ↔ S ∈ ℝ 0 … N ∧ S ⁡ 0 = C ∧ S ⁡ N = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ N S ⁡ i < S ⁡ i + 1
39 37 38 syl ⊢ φ → S ∈ O ⁡ N ↔ S ∈ ℝ 0 … N ∧ S ⁡ 0 = C ∧ S ⁡ N = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ N S ⁡ i < S ⁡ i + 1
40 36 39 mpbid ⊢ φ → S ∈ ℝ 0 … N ∧ S ⁡ 0 = C ∧ S ⁡ N = D ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ N S ⁡ i < S ⁡ i + 1
41 40 simpld ⊢ φ → S ∈ ℝ 0 … N
42 elmapi ⊢ S ∈ ℝ 0 … N → S : 0 … N ⟶ ℝ
43 41 42 syl ⊢ φ → S : 0 … N ⟶ ℝ
44 elfzofz ⊢ J ∈ 0 ..^ N → J ∈ 0 … N
45 16 44 syl ⊢ φ → J ∈ 0 … N
46 43 45 ffvelcdmd ⊢ φ → S ⁡ J ∈ ℝ
47 27 46 ffvelcdmd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J ∈ A B
48 26 47 ffvelcdmd ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J ∈ A B
49 24 48 sseldd ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J ∈ ℝ
50 22 rexrd ⊢ φ → A ∈ ℝ *
51 iocssre ⊢ A ∈ ℝ * ∧ B ∈ ℝ → A B ⊆ ℝ
52 50 23 51 syl2anc ⊢ φ → A B ⊆ ℝ
53 fzofzp1 ⊢ J ∈ 0 ..^ N → J + 1 ∈ 0 … N
54 16 53 syl ⊢ φ → J + 1 ∈ 0 … N
55 43 54 ffvelcdmd ⊢ φ → S ⁡ J + 1 ∈ ℝ
56 27 55 ffvelcdmd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ A B
57 52 56 sseldd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ ℝ
58 eqid ⊢ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
59 55 57 resubcld ⊢ φ → S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ ℝ
60 17 59 eqeltrid ⊢ φ → U ∈ ℝ
61 eqid ⊢ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U
62 eleq1 ⊢ j = J → j ∈ 0 ..^ N ↔ J ∈ 0 ..^ N
63 62 anbi2d ⊢ j = J → φ ∧ j ∈ 0 ..^ N ↔ φ ∧ J ∈ 0 ..^ N
64 fveq2 ⊢ j = J → S ⁡ j = S ⁡ J
65 64 fveq2d ⊢ j = J → E ⁡ S ⁡ j = E ⁡ S ⁡ J
66 65 fveq2d ⊢ j = J → L ⁡ E ⁡ S ⁡ j = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J
67 oveq1 ⊢ j = J → j + 1 = J + 1
68 67 fveq2d ⊢ j = J → S ⁡ j + 1 = S ⁡ J + 1
69 68 fveq2d ⊢ j = J → E ⁡ S ⁡ j + 1 = E ⁡ S ⁡ J + 1
70 66 69 oveq12d ⊢ j = J → L ⁡ E ⁡ S ⁡ j E ⁡ S ⁡ j + 1 = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
71 64 fveq2d ⊢ j = J → I ⁡ S ⁡ j = I ⁡ S ⁡ J
72 71 fveq2d ⊢ j = J → Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J
73 71 oveq1d ⊢ j = J → I ⁡ S ⁡ j + 1 = I ⁡ S ⁡ J + 1
74 73 fveq2d ⊢ j = J → Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j + 1 = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
75 72 74 oveq12d ⊢ j = J → Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j + 1 = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
76 70 75 sseq12d ⊢ j = J → L ⁡ E ⁡ S ⁡ j E ⁡ S ⁡ j + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j + 1 ↔ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
77 63 76 imbi12d ⊢ j = J → φ ∧ j ∈ 0 ..^ N → L ⁡ E ⁡ S ⁡ j E ⁡ S ⁡ j + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j + 1 ↔ φ ∧ J ∈ 0 ..^ N → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
78 2 oveq2i ⊢ k ⁢ T = k ⁢ B − A
79 78 oveq2i ⊢ y + k ⁢ T = y + k ⁢ B − A
80 79 eleq1i ⊢ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
81 80 rexbii ⊢ ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
82 81 a1i ⊢ y ∈ C D → ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
83 82 rabbiia ⊢ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
84 83 uneq2i ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
85 11 84 eqtri ⊢ H = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
86 id ⊢ y = x → y = x
87 2 eqcomi ⊢ B − A = T
88 87 oveq2i ⊢ k ⁢ B − A = k ⁢ T
89 88 a1i ⊢ y = x → k ⁢ B − A = k ⁢ T
90 86 89 oveq12d ⊢ y = x → y + k ⁢ B − A = x + k ⁢ T
91 90 eleq1d ⊢ y = x → y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q ↔ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
92 91 rexbidv ⊢ y = x → ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q ↔ ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
93 92 cbvrabv ⊢ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q = x ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
94 93 uneq2i ⊢ C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q = C D ∪ x ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
95 85 94 eqtri ⊢ H = C D ∪ x ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ x + k ⁢ T ∈ ran ⁡ Q
96 eqid ⊢ S ⁡ j + if S ⁡ j + 1 − S ⁡ j < Q ⁡ 1 − A S ⁡ j + 1 − S ⁡ j 2 Q ⁡ 1 − A 2 = S ⁡ j + if S ⁡ j + 1 − S ⁡ j < Q ⁡ 1 − A S ⁡ j + 1 − S ⁡ j 2 Q ⁡ 1 − A 2
97 2 1 3 4 8 29 33 10 95 12 13 14 15 96 20 fourierdlem79 ⊢ φ ∧ j ∈ 0 ..^ N → L ⁡ E ⁡ S ⁡ j E ⁡ S ⁡ j + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j Q ⁡ I ⁡ S ⁡ j + 1
98 77 97 vtoclg ⊢ J ∈ 0 ..^ N → φ ∧ J ∈ 0 ..^ N → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
99 98 anabsi7 ⊢ φ ∧ J ∈ 0 ..^ N → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
100 16 99 mpdan ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
101 100 resabs1d ⊢ φ → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 = F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
102 101 eqcomd ⊢ φ → F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 = F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
103 1 3 4 2 14 15 20 fourierdlem37 ⊢ φ → I : ℝ ⟶ 0 ..^ M ∧ x ∈ ℝ → sup i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ L ⁡ E ⁡ x ℝ < ∈ i ∈ 0 ..^ M | Q ⁡ i ≤ L ⁡ E ⁡ x
104 103 simpld ⊢ φ → I : ℝ ⟶ 0 ..^ M
105 104 46 ffvelcdmd ⊢ φ → I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M
106 105 ancli ⊢ φ → φ ∧ I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M
107 eleq1 ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → i ∈ 0 ..^ M ↔ I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M
108 107 anbi2d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M ↔ φ ∧ I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M
109 fveq2 ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → Q ⁡ i = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J
110 oveq1 ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → i + 1 = I ⁡ S ⁡ J + 1
111 110 fveq2d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → Q ⁡ i + 1 = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
112 109 111 oveq12d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
113 112 reseq2d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 = F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1
114 112 oveq1d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ = Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
115 113 114 eleq12d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ ↔ F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 : Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
116 108 115 imbi12d ⊢ i = I ⁡ S ⁡ J → φ ∧ i ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 : Q ⁡ i Q ⁡ i + 1 ⟶cn ℂ ↔ φ ∧ I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 : Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
117 116 7 vtoclg ⊢ I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M → φ ∧ I ⁡ S ⁡ J ∈ 0 ..^ M → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 : Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
118 105 106 117 sylc ⊢ φ → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 : Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
119 rescncf ⊢ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⊆ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 : Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 : L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
120 100 118 119 sylc ⊢ φ → F ↾ Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J Q ⁡ I ⁡ S ⁡ J + 1 ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 : L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
121 102 120 eqeltrd ⊢ φ → F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 : L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
122 18 121 eqeltrid ⊢ φ → G : L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
123 49 57 58 60 61 122 19 cncfshiftioo ⊢ φ → R : L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U ⟶cn ℂ
124 19 a1i ⊢ φ → R = y ∈ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U ⟼ G ⁡ y − U
125 17 oveq2i ⊢ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1
126 125 a1i ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1
127 69 66 oveq12d ⊢ j = J → E ⁡ S ⁡ j + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ j = E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J
128 68 64 oveq12d ⊢ j = J → S ⁡ j + 1 − S ⁡ j = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
129 127 128 eqeq12d ⊢ j = J → E ⁡ S ⁡ j + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ j = S ⁡ j + 1 − S ⁡ j ↔ E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
130 63 129 imbi12d ⊢ j = J → φ ∧ j ∈ 0 ..^ N → E ⁡ S ⁡ j + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ j = S ⁡ j + 1 − S ⁡ j ↔ φ ∧ J ∈ 0 ..^ N → E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
131 85 fveq2i ⊢ H = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
132 131 oveq1i ⊢ H − 1 = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q − 1
133 12 132 eqtri ⊢ N = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q − 1
134 isoeq5 ⊢ H = C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q → f Isom < , < 0 … N H ↔ f Isom < , < 0 … N C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
135 85 134 ax-mp ⊢ f Isom < , < 0 … N H ↔ f Isom < , < 0 … N C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
136 135 iotabii ⊢ ι f | f Isom < , < 0 … N H = ι f | f Isom < , < 0 … N C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
137 13 136 eqtri ⊢ S = ι f | f Isom < , < 0 … N C D ∪ y ∈ C D | ∃ k ∈ ℤ y + k ⁢ B − A ∈ ran ⁡ Q
138 eqid ⊢ S ⁡ j + B - E ⁡ S ⁡ j = S ⁡ j + B - E ⁡ S ⁡ j
139 1 2 3 4 8 9 10 133 137 14 15 138 fourierdlem65 ⊢ φ ∧ j ∈ 0 ..^ N → E ⁡ S ⁡ j + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ j = S ⁡ j + 1 − S ⁡ j
140 130 139 vtoclg ⊢ J ∈ 0 ..^ N → φ ∧ J ∈ 0 ..^ N → E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
141 140 anabsi7 ⊢ φ ∧ J ∈ 0 ..^ N → E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
142 16 141 mpdan ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
143 57 recnd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ ℂ
144 55 recnd ⊢ φ → S ⁡ J + 1 ∈ ℂ
145 8 29 iccssred ⊢ φ → C D ⊆ ℝ
146 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
147 145 146 sstrdi ⊢ φ → C D ⊆ ℂ
148 10 37 36 fourierdlem15 ⊢ φ → S : 0 … N ⟶ C D
149 148 45 ffvelcdmd ⊢ φ → S ⁡ J ∈ C D
150 147 149 sseldd ⊢ φ → S ⁡ J ∈ ℂ
151 144 150 subcld ⊢ φ → S ⁡ J + 1 − S ⁡ J ∈ ℂ
152 49 recnd ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J ∈ ℂ
153 143 151 152 subsub23d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J ↔ E ⁡ S ⁡ J + 1 − L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
154 142 153 mpbird ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J = L ⁡ E ⁡ S ⁡ J
155 154 eqcomd ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J = E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
156 155 oveq1d ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1 = E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1
157 143 151 subcld ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J ∈ ℂ
158 157 144 143 addsub12d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1 = S ⁡ J + 1 + E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J - E ⁡ S ⁡ J + 1
159 143 151 143 sub32d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 - S ⁡ J + 1 − S ⁡ J - E ⁡ S ⁡ J + 1 = E ⁡ S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1 - S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
160 143 subidd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1 = 0
161 160 oveq1d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1 - S ⁡ J + 1 − S ⁡ J = 0 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
162 df-neg ⊢ − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J = 0 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J
163 144 150 negsubdi2d ⊢ φ → − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J = S ⁡ J − S ⁡ J + 1
164 162 163 eqtr3id ⊢ φ → 0 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J = S ⁡ J − S ⁡ J + 1
165 159 161 164 3eqtrd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 - S ⁡ J + 1 − S ⁡ J - E ⁡ S ⁡ J + 1 = S ⁡ J − S ⁡ J + 1
166 165 oveq2d ⊢ φ → S ⁡ J + 1 + E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J - E ⁡ S ⁡ J + 1 = S ⁡ J + 1 + S ⁡ J - S ⁡ J + 1
167 144 150 pncan3d ⊢ φ → S ⁡ J + 1 + S ⁡ J - S ⁡ J + 1 = S ⁡ J
168 158 166 167 3eqtrd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1 = S ⁡ J
169 126 156 168 3eqtrd ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U = S ⁡ J
170 17 oveq2i ⊢ E ⁡ S ⁡ J + 1 + U = E ⁡ S ⁡ J + 1 + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1
171 143 144 pncan3d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 + S ⁡ J + 1 - E ⁡ S ⁡ J + 1 = S ⁡ J + 1
172 170 171 eqtrid ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 + U = S ⁡ J + 1
173 169 172 oveq12d ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U = S ⁡ J S ⁡ J + 1
174 173 mpteq1d ⊢ φ → y ∈ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U ⟼ G ⁡ y − U = y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟼ G ⁡ y − U
175 5 feqmptd ⊢ φ → F = y ∈ ℝ ⟼ F ⁡ y
176 175 reseq1d ⊢ φ → F ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1 = y ∈ ℝ ⟼ F ⁡ y ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1
177 ioossre ⊢ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⊆ ℝ
178 177 a1i ⊢ φ → S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⊆ ℝ
179 178 resmptd ⊢ φ → y ∈ ℝ ⟼ F ⁡ y ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1 = y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟼ F ⁡ y
180 18 fveq1i ⊢ G ⁡ y − U = F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⁡ y − U
181 180 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → G ⁡ y − U = F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⁡ y − U
182 49 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J ∈ ℝ
183 182 rexrd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J ∈ ℝ *
184 57 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ ℝ
185 184 rexrd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ ℝ *
186 178 sselda ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y ∈ ℝ
187 60 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → U ∈ ℝ
188 186 187 resubcld ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − U ∈ ℝ
189 46 rexrd ⊢ φ → S ⁡ J ∈ ℝ *
190 189 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → S ⁡ J ∈ ℝ *
191 55 rexrd ⊢ φ → S ⁡ J + 1 ∈ ℝ *
192 191 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → S ⁡ J + 1 ∈ ℝ *
193 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1
194 ioogtlb ⊢ S ⁡ J ∈ ℝ * ∧ S ⁡ J + 1 ∈ ℝ * ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → S ⁡ J < y
195 190 192 193 194 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → S ⁡ J < y
196 169 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U = S ⁡ J
197 186 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y ∈ ℂ
198 187 recnd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → U ∈ ℂ
199 197 198 npcand ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y - U + U = y
200 195 196 199 3brtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U < y - U + U
201 182 188 187 ltadd1d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J < y − U ↔ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U < y - U + U
202 200 201 mpbird ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J < y − U
203 iooltub ⊢ S ⁡ J ∈ ℝ * ∧ S ⁡ J + 1 ∈ ℝ * ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y < S ⁡ J + 1
204 190 192 193 203 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y < S ⁡ J + 1
205 172 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 + U = S ⁡ J + 1
206 204 199 205 3brtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y - U + U < E ⁡ S ⁡ J + 1 + U
207 188 184 187 ltadd1d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − U < E ⁡ S ⁡ J + 1 ↔ y - U + U < E ⁡ S ⁡ J + 1 + U
208 206 207 mpbird ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − U < E ⁡ S ⁡ J + 1
209 183 185 188 202 208 eliood ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − U ∈ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1
210 fvres ⊢ y − U ∈ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 → F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⁡ y − U = F ⁡ y − U
211 209 210 syl ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → F ↾ L ⁡ E ⁡ S ⁡ J E ⁡ S ⁡ J + 1 ⁡ y − U = F ⁡ y − U
212 17 oveq2i ⊢ y − U = y − S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1
213 212 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − U = y − S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1
214 144 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → S ⁡ J + 1 ∈ ℂ
215 143 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 ∈ ℂ
216 197 214 215 subsub2d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − S ⁡ J + 1 − E ⁡ S ⁡ J + 1 = y + E ⁡ S ⁡ J + 1 - S ⁡ J + 1
217 215 214 subcld ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 ∈ ℂ
218 23 22 resubcld ⊢ φ → B − A ∈ ℝ
219 2 218 eqeltrid ⊢ φ → T ∈ ℝ
220 219 recnd ⊢ φ → T ∈ ℂ
221 220 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → T ∈ ℂ
222 22 23 posdifd ⊢ φ → A < B ↔ 0 < B − A
223 25 222 mpbid ⊢ φ → 0 < B − A
224 223 2 breqtrrdi ⊢ φ → 0 < T
225 224 gt0ne0d ⊢ φ → T ≠ 0
226 225 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → T ≠ 0
227 217 221 226 divcan1d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ⁢ T = E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1
228 227 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 = E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
229 228 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y + E ⁡ S ⁡ J + 1 - S ⁡ J + 1 = y + E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
230 213 216 229 3eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → y − U = y + E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
231 230 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → F ⁡ y − U = F ⁡ y + E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
232 5 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → F : ℝ ⟶ ℂ
233 219 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → T ∈ ℝ
234 14 a1i ⊢ φ → E = x ∈ ℝ ⟼ x + B − x T ⁢ T
235 id ⊢ x = S ⁡ J + 1 → x = S ⁡ J + 1
236 oveq2 ⊢ x = S ⁡ J + 1 → B − x = B − S ⁡ J + 1
237 236 oveq1d ⊢ x = S ⁡ J + 1 → B − x T = B − S ⁡ J + 1 T
238 237 fveq2d ⊢ x = S ⁡ J + 1 → B − x T = B − S ⁡ J + 1 T
239 238 oveq1d ⊢ x = S ⁡ J + 1 → B − x T ⁢ T = B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
240 235 239 oveq12d ⊢ x = S ⁡ J + 1 → x + B − x T ⁢ T = S ⁡ J + 1 + B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
241 240 adantl ⊢ φ ∧ x = S ⁡ J + 1 → x + B − x T ⁢ T = S ⁡ J + 1 + B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
242 23 55 resubcld ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 ∈ ℝ
243 242 219 225 redivcld ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ∈ ℝ
244 243 flcld ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ∈ ℤ
245 244 zred ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ∈ ℝ
246 245 219 remulcld ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T ∈ ℝ
247 55 246 readdcld ⊢ φ → S ⁡ J + 1 + B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T ∈ ℝ
248 234 241 55 247 fvmptd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 = S ⁡ J + 1 + B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
249 248 oveq1d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 = S ⁡ J + 1 + B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T - S ⁡ J + 1
250 245 recnd ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ∈ ℂ
251 250 220 mulcld ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T ∈ ℂ
252 144 251 pncan2d ⊢ φ → S ⁡ J + 1 + B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T - S ⁡ J + 1 = B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
253 249 252 eqtrd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 = B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T
254 253 oveq1d ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T = B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T T
255 250 220 225 divcan4d ⊢ φ → B − S ⁡ J + 1 T ⁢ T T = B − S ⁡ J + 1 T
256 254 255 eqtrd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T = B − S ⁡ J + 1 T
257 256 244 eqeltrd ⊢ φ → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ∈ ℤ
258 257 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ∈ ℤ
259 6 adantlr ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ∧ x ∈ ℝ → F ⁡ x + T = F ⁡ x
260 232 233 258 186 259 fperiodmul ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → F ⁡ y + E ⁡ S ⁡ J + 1 − S ⁡ J + 1 T ⁢ T = F ⁡ y
261 231 260 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → F ⁡ y − U = F ⁡ y
262 181 211 261 3eqtrrd ⊢ φ ∧ y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 → F ⁡ y = G ⁡ y − U
263 262 mpteq2dva ⊢ φ → y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟼ F ⁡ y = y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟼ G ⁡ y − U
264 176 179 263 3eqtrrd ⊢ φ → y ∈ S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟼ G ⁡ y − U = F ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1
265 124 174 264 3eqtrd ⊢ φ → R = F ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1
266 173 oveq1d ⊢ φ → L ⁡ E ⁡ S ⁡ J + U E ⁡ S ⁡ J + 1 + U ⟶cn ℂ = S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ
267 123 265 266 3eltr3d ⊢ φ → F ↾ S ⁡ J S ⁡ J + 1 : S ⁡ J S ⁡ J + 1 ⟶cn ℂ