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Theorem fourierdlem16 40839
Description: The coefficients of the fourier series are integrable and reals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
fourierdlem16.f (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
fourierdlem16.c 𝐶 = (-π(,)π)
fourierdlem16.fibl (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ 𝐿1)
fourierdlem16.a 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 / π))
fourierdlem16.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
Assertion
Ref Expression
fourierdlem16 (𝜑 → (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
Distinct variable groups:   𝐶,𝑛,𝑥   𝑛,𝐹,𝑥   𝑛,𝑁,𝑥   𝜑,𝑛,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑛)

Proof of Theorem fourierdlem16
Dummy variables 𝑏 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fourierdlem16.f . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹:ℝ⟶ℝ)
21adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝐹:ℝ⟶ℝ)
3 ioossre 12424 . . . . . . . . . . 11 (-π(,)π) ⊆ ℝ
4 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐶𝑥𝐶)
5 fourierdlem16.c . . . . . . . . . . . 12 𝐶 = (-π(,)π)
64, 5syl6eleq 2845 . . . . . . . . . . 11 (𝑥𝐶𝑥 ∈ (-π(,)π))
73, 6sseldi 3738 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝐶𝑥 ∈ ℝ)
87adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐶) → 𝑥 ∈ ℝ)
92, 8ffvelrnd 6519 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐶) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
109adantlr 753 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (𝐹𝑥) ∈ ℝ)
11 nn0re 11489 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℝ)
1211adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → 𝑛 ∈ ℝ)
137adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → 𝑥 ∈ ℝ)
1412, 13remulcld 10258 . . . . . . . . 9 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → (𝑛 · 𝑥) ∈ ℝ)
1514recoscld 15069 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑥𝐶) → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ)
1615adantll 752 . . . . . . 7 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ)
1710, 16remulcld 10258 . . . . . 6 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ ℝ)
18 ioombl 23529 . . . . . . . . . . 11 (-π(,)π) ∈ dom vol
195, 18eqeltri 2831 . . . . . . . . . 10 𝐶 ∈ dom vol
2019a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐶 ∈ dom vol)
21 eqidd 2757 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))))
22 eqidd 2757 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) = (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)))
2320, 16, 10, 21, 22offval2 7075 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ ((cos‘(𝑛 · 𝑥)) · (𝐹𝑥))))
2416recnd 10256 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℂ)
2510recnd 10256 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
2624, 25mulcomd 10249 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐶) → ((cos‘(𝑛 · 𝑥)) · (𝐹𝑥)) = ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))))
2726mpteq2dva 4892 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((cos‘(𝑛 · 𝑥)) · (𝐹𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥)))))
2823, 27eqtr2d 2791 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) = ((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))))
29 coscn 24394 . . . . . . . . . . . 12 cos ∈ (ℂ–cn→ℂ)
3029a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → cos ∈ (ℂ–cn→ℂ))
315, 3eqsstri 3772 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐶 ⊆ ℝ
32 ax-resscn 10181 . . . . . . . . . . . . . . 15 ℝ ⊆ ℂ
3331, 32sstri 3749 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐶 ⊆ ℂ
3433a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0𝐶 ⊆ ℂ)
3511recnd 10256 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0𝑛 ∈ ℂ)
36 ssid 3761 . . . . . . . . . . . . . 14 ℂ ⊆ ℂ
3736a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ ℕ0 → ℂ ⊆ ℂ)
3834, 35, 37constcncfg 40583 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶𝑛) ∈ (𝐶cn→ℂ))
39 cncfmptid 22912 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐶 ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ) → (𝑥𝐶𝑥) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4033, 36, 39mp2an 710 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥𝐶𝑥) ∈ (𝐶cn→ℂ)
4140a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶𝑥) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4238, 41mulcncf 23411 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶 ↦ (𝑛 · 𝑥)) ∈ (𝐶cn→ℂ))
4330, 42cncfmpt1f 22913 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ (𝐶cn→ℂ))
44 cnmbf 23621 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ dom vol ∧ (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ (𝐶cn→ℂ)) → (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn)
4519, 43, 44sylancr 698 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn)
4645adantl 473 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn)
471feqmptd 6407 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)))
4847reseq1d 5546 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐹𝐶) = ((𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)) ↾ 𝐶))
49 resmpt 5603 . . . . . . . . . . . 12 (𝐶 ⊆ ℝ → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)) ↾ 𝐶) = (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)))
5031, 49mp1i 13 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝐹𝑥)) ↾ 𝐶) = (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)))
5148, 50eqtr2d 2791 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) = (𝐹𝐶))
52 fourierdlem16.fibl . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹𝐶) ∈ 𝐿1)
5351, 52eqeltrd 2835 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1)
5453adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1)
55 1re 10227 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℝ
56 simpr 479 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) → 𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))))
57 nfv 1988 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑥 𝑛 ∈ ℕ0
58 nfmpt1 4895 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑥(𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))
5958nfdm 5518 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑥dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))
6059nfcri 2892 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑥 𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))
6157, 60nfan 1973 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥(𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))))
6215ex 449 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑥𝐶 → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ))
6362adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) → (𝑥𝐶 → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ))
6461, 63ralrimi 3091 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) → ∀𝑥𝐶 (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ)
65 dmmptg 5789 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑥𝐶 (cos‘(𝑛 · 𝑥)) ∈ ℝ → dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) = 𝐶)
6664, 65syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) → dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) = 𝐶)
6756, 66eleqtrd 2837 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) → 𝑦𝐶)
68 eqidd 2757 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) = (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))))
69 oveq2 6817 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑦 → (𝑛 · 𝑥) = (𝑛 · 𝑦))
7069fveq2d 6352 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑦 → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) = (cos‘(𝑛 · 𝑦)))
7170adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) ∧ 𝑥 = 𝑦) → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) = (cos‘(𝑛 · 𝑦)))
72 simpr 479 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → 𝑦𝐶)
7311adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → 𝑛 ∈ ℝ)
7431, 72sseldi 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → 𝑦 ∈ ℝ)
7573, 74remulcld 10258 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (𝑛 · 𝑦) ∈ ℝ)
7675recoscld 15069 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (cos‘(𝑛 · 𝑦)) ∈ ℝ)
7768, 71, 72, 76fvmptd 6446 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → ((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦) = (cos‘(𝑛 · 𝑦)))
7877fveq2d 6352 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) = (abs‘(cos‘(𝑛 · 𝑦))))
79 abscosbd 39985 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 · 𝑦) ∈ ℝ → (abs‘(cos‘(𝑛 · 𝑦))) ≤ 1)
8075, 79syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (abs‘(cos‘(𝑛 · 𝑦))) ≤ 1)
8178, 80eqbrtrd 4822 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦𝐶) → (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1)
8267, 81syldan 488 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ ℕ0𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) → (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1)
8382ralrimiva 3100 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ ℕ0 → ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1)
84 breq2 4804 . . . . . . . . . . . 12 (𝑏 = 1 → ((abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏 ↔ (abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1))
8584ralbidv 3120 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 = 1 → (∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏 ↔ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1))
8685rspcev 3445 . . . . . . . . . 10 ((1 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 1) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏)
8755, 83, 86sylancr 698 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ0 → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏)
8887adantl 473 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏)
89 bddmulibl 23800 . . . . . . . 8 (((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∈ MblFn ∧ (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1 ∧ ∃𝑏 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ dom (𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))(abs‘((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥)))‘𝑦)) ≤ 𝑏) → ((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))) ∈ 𝐿1)
9046, 54, 88, 89syl3anc 1477 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐶 ↦ (cos‘(𝑛 · 𝑥))) ∘𝑓 · (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥))) ∈ 𝐿1)
9128, 90eqeltrd 2835 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐶 ↦ ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥)))) ∈ 𝐿1)
9217, 91itgrecl 23759 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)
93 pire 24405 . . . . . 6 π ∈ ℝ
9493a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → π ∈ ℝ)
95 0re 10228 . . . . . . 7 0 ∈ ℝ
96 pipos 24407 . . . . . . 7 0 < π
9795, 96gtneii 10337 . . . . . 6 π ≠ 0
9897a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → π ≠ 0)
9992, 94, 98redivcld 11041 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → (∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 / π) ∈ ℝ)
100 fourierdlem16.a . . . 4 𝐴 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 / π))
10199, 100fmptd 6544 . . 3 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℝ)
102 fourierdlem16.n . . 3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
103101, 102ffvelrnd 6519 . 2 (𝜑 → (𝐴𝑁) ∈ ℝ)
104102ancli 575 . . 3 (𝜑 → (𝜑𝑁 ∈ ℕ0))
105 eleq1 2823 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (𝑛 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0))
106105anbi2d 742 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → ((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) ↔ (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)))
107 simpl 474 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → 𝑛 = 𝑁)
108107oveq1d 6824 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → (𝑛 · 𝑥) = (𝑁 · 𝑥))
109108fveq2d 6352 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → (cos‘(𝑛 · 𝑥)) = (cos‘(𝑁 · 𝑥)))
110109oveq2d 6825 . . . . . . 7 ((𝑛 = 𝑁𝑥𝐶) → ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) = ((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))))
111110itgeq2dv 23743 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 = ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥)
112111eleq1d 2820 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → (∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ ↔ ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
113106, 112imbi12d 333 . . . 4 (𝑛 = 𝑁 → (((𝜑𝑛 ∈ ℕ0) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑛 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ) ↔ ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)))
114113, 92vtoclg 3402 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝜑𝑁 ∈ ℕ0) → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
115102, 104, 114sylc 65 . 2 (𝜑 → ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ)
116103, 53, 115jca31 558 1 (𝜑 → (((𝐴𝑁) ∈ ℝ ∧ (𝑥𝐶 ↦ (𝐹𝑥)) ∈ 𝐿1) ∧ ∫𝐶((𝐹𝑥) · (cos‘(𝑁 · 𝑥))) d𝑥 ∈ ℝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1628  wcel 2135  wne 2928  wral 3046  wrex 3047  wss 3711   class class class wbr 4800  cmpt 4877  dom cdm 5262  cres 5264  wf 6041  cfv 6045  (class class class)co 6809  𝑓 cof 7056  cc 10122  cr 10123  0cc0 10124  1c1 10125   · cmul 10129  cle 10263  -cneg 10455   / cdiv 10872  0cn0 11480  (,)cioo 12364  abscabs 14169  cosccos 14990  πcpi 14992  cnccncf 22876  volcvol 23428  MblFncmbf 23578  𝐿1cibl 23581  citg 23582
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1867  ax-4 1882  ax-5 1984  ax-6 2050  ax-7 2086  ax-8 2137  ax-9 2144  ax-10 2164  ax-11 2179  ax-12 2192  ax-13 2387  ax-ext 2736  ax-rep 4919  ax-sep 4929  ax-nul 4937  ax-pow 4988  ax-pr 5051  ax-un 7110  ax-inf2 8707  ax-cc 9445  ax-cnex 10180  ax-resscn 10181  ax-1cn 10182  ax-icn 10183  ax-addcl 10184  ax-addrcl 10185  ax-mulcl 10186  ax-mulrcl 10187  ax-mulcom 10188  ax-addass 10189  ax-mulass 10190  ax-distr 10191  ax-i2m1 10192  ax-1ne0 10193  ax-1rid 10194  ax-rnegex 10195  ax-rrecex 10196  ax-cnre 10197  ax-pre-lttri 10198  ax-pre-lttrn 10199  ax-pre-ltadd 10200  ax-pre-mulgt0 10201  ax-pre-sup 10202  ax-addf 10203  ax-mulf 10204
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1631  df-fal 1634  df-ex 1850  df-nf 1855  df-sb 2043  df-eu 2607  df-mo 2608  df-clab 2743  df-cleq 2749  df-clel 2752  df-nfc 2887  df-ne 2929  df-nel 3032  df-ral 3051  df-rex 3052  df-reu 3053  df-rmo 3054  df-rab 3055  df-v 3338  df-sbc 3573  df-csb 3671  df-dif 3714  df-un 3716  df-in 3718  df-ss 3725  df-pss 3727  df-nul 4055  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4585  df-int 4624  df-iun 4670  df-iin 4671  df-disj 4769  df-br 4801  df-opab 4861  df-mpt 4878  df-tr 4901  df-id 5170  df-eprel 5175  df-po 5183  df-so 5184  df-fr 5221  df-se 5222  df-we 5223  df-xp 5268  df-rel 5269  df-cnv 5270  df-co 5271  df-dm 5272  df-rn 5273  df-res 5274  df-ima 5275  df-pred 5837  df-ord 5883  df-on 5884  df-lim 5885  df-suc 5886  df-iota 6008  df-fun 6047  df-fn 6048  df-f 6049  df-f1 6050  df-fo 6051  df-f1o 6052  df-fv 6053  df-isom 6054  df-riota 6770  df-ov 6812  df-oprab 6813  df-mpt2 6814  df-of 7058  df-ofr 7059  df-om 7227  df-1st 7329  df-2nd 7330  df-supp 7460  df-wrecs 7572  df-recs 7633  df-rdg 7671  df-1o 7725  df-2o 7726  df-oadd 7729  df-omul 7730  df-er 7907  df-map 8021  df-pm 8022  df-ixp 8071  df-en 8118  df-dom 8119  df-sdom 8120  df-fin 8121  df-fsupp 8437  df-fi 8478  df-sup 8509  df-inf 8510  df-oi 8576  df-card 8951  df-acn 8954  df-cda 9178  df-pnf 10264  df-mnf 10265  df-xr 10266  df-ltxr 10267  df-le 10268  df-sub 10456  df-neg 10457  df-div 10873  df-nn 11209  df-2 11267  df-3 11268  df-4 11269  df-5 11270  df-6 11271  df-7 11272  df-8 11273  df-9 11274  df-n0 11481  df-z 11566  df-dec 11682  df-uz 11876  df-q 11978  df-rp 12022  df-xneg 12135  df-xadd 12136  df-xmul 12137  df-ioo 12368  df-ioc 12369  df-ico 12370  df-icc 12371  df-fz 12516  df-fzo 12656  df-fl 12783  df-mod 12859  df-seq 12992  df-exp 13051  df-fac 13251  df-bc 13280  df-hash 13308  df-shft 14002  df-cj 14034  df-re 14035  df-im 14036  df-sqrt 14170  df-abs 14171  df-limsup 14397  df-clim 14414  df-rlim 14415  df-sum 14612  df-ef 14993  df-sin 14995  df-cos 14996  df-pi 14998  df-struct 16057  df-ndx 16058  df-slot 16059  df-base 16061  df-sets 16062  df-ress 16063  df-plusg 16152  df-mulr 16153  df-starv 16154  df-sca 16155  df-vsca 16156  df-ip 16157  df-tset 16158  df-ple 16159  df-ds 16162  df-unif 16163  df-hom 16164  df-cco 16165  df-rest 16281  df-topn 16282  df-0g 16300  df-gsum 16301  df-topgen 16302  df-pt 16303  df-prds 16306  df-xrs 16360  df-qtop 16365  df-imas 16366  df-xps 16368  df-mre 16444  df-mrc 16445  df-acs 16447  df-mgm 17439  df-sgrp 17481  df-mnd 17492  df-submnd 17533  df-mulg 17738  df-cntz 17946  df-cmn 18391  df-psmet 19936  df-xmet 19937  df-met 19938  df-bl 19939  df-mopn 19940  df-fbas 19941  df-fg 19942  df-cnfld 19945  df-top 20897  df-topon 20914  df-topsp 20935  df-bases 20948  df-cld 21021  df-ntr 21022  df-cls 21023  df-nei 21100  df-lp 21138  df-perf 21139  df-cn 21229  df-cnp 21230  df-haus 21317  df-cmp 21388  df-tx 21563  df-hmeo 21756  df-fil 21847  df-fm 21939  df-flim 21940  df-flf 21941  df-xms 22322  df-ms 22323  df-tms 22324  df-cncf 22878  df-ovol 23429  df-vol 23430  df-mbf 23583  df-itg1 23584  df-itg2 23585  df-ibl 23586  df-itg 23587  df-0p 23632  df-limc 23825  df-dv 23826
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