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Theorem cos01bnd 11364
Description: Bounds on the cosine of a positive real number less than or equal to 1. (Contributed by Paul Chapman, 19-Jan-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
cos01bnd  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( 1  -  (
2  x.  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) ) )  <  ( cos `  A )  /\  ( cos `  A )  < 
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) )

Proof of Theorem cos01bnd
Dummy variables  k  n are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0xr 7776 . . . . . . . . 9  |-  0  e.  RR*
2 1re 7729 . . . . . . . . 9  |-  1  e.  RR
3 elioc2 9659 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  1  e.  RR )  ->  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  <->  ( A  e.  RR  /\  0  < 
A  /\  A  <_  1 ) ) )
41, 2, 3mp2an 420 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  <->  ( A  e.  RR  /\  0  < 
A  /\  A  <_  1 ) )
54simp1bi 979 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  A  e.  RR )
6 eqid 2115 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) )  =  ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) )
76recos4p 11325 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( cos `  A )  =  ( ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  2
) )  +  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  4 )
( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) `  k ) ) ) )
85, 7syl 14 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( cos `  A )  =  ( ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  2
) )  +  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  4 )
( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) `  k ) ) ) )
98eqcomd 2121 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  2 ) )  +  ( Re
`  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) ) )  =  ( cos `  A
) )
105recoscld 11330 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( cos `  A )  e.  RR )
1110recnd 7758 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( cos `  A )  e.  CC )
125resqcld 10390 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( A ^ 2 )  e.  RR )
1312rehalfcld 8917 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  2 )  e.  RR )
14 resubcl 7990 . . . . . . . 8  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  ( ( A ^
2 )  /  2
)  e.  RR )  ->  ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  2
) )  e.  RR )
152, 13, 14sylancr 408 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  2 ) )  e.  RR )
1615recnd 7758 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  2 ) )  e.  CC )
17 ax-icn 7679 . . . . . . . . . 10  |-  _i  e.  CC
185recnd 7758 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  A  e.  CC )
19 mulcl 7711 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( _i  e.  CC  /\  A  e.  CC )  ->  ( _i  x.  A
)  e.  CC )
2017, 18, 19sylancr 408 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
_i  x.  A )  e.  CC )
21 4nn0 8947 . . . . . . . . 9  |-  4  e.  NN0
226eftlcl 11293 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( _i  x.  A
)  e.  CC  /\  4  e.  NN0 )  ->  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k )  e.  CC )
2320, 21, 22sylancl 407 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  4 )
( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) `  k )  e.  CC )
2423recld 10650 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  4 )
( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) `  k ) )  e.  RR )
2524recnd 7758 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  4 )
( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) `  k ) )  e.  CC )
2611, 16, 25subaddd 8055 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( cos `  A
)  -  ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) ) )  =  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k ) )  <-> 
( ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  2
) )  +  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= `  4 )
( ( n  e. 
NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^ n )  / 
( ! `  n
) ) ) `  k ) ) )  =  ( cos `  A
) ) )
279, 26mpbird 166 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( cos `  A
)  -  ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) ) )  =  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k ) ) )
2827fveq2d 5391 . . 3  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  ( ( cos `  A )  -  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  2 ) ) ) )  =  ( abs `  ( Re
`  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) ) ) )
2925abscld 10893 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k ) ) )  e.  RR )
3023abscld 10893 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) )  e.  RR )
31 6nn 8836 . . . . 5  |-  6  e.  NN
32 nndivre 8713 . . . . 5  |-  ( ( ( A ^ 2 )  e.  RR  /\  6  e.  NN )  ->  ( ( A ^
2 )  /  6
)  e.  RR )
3312, 31, 32sylancl 407 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  6 )  e.  RR )
34 absrele 10795 . . . . 5  |-  ( sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k )  e.  CC  ->  ( abs `  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k ) ) )  <_  ( abs ` 
sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) ) )
3523, 34syl 14 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k ) ) )  <_  ( abs ` 
sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) ) )
36 reexpcl 10250 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  RR  /\  4  e.  NN0 )  -> 
( A ^ 4 )  e.  RR )
375, 21, 36sylancl 407 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( A ^ 4 )  e.  RR )
38 nndivre 8713 . . . . . 6  |-  ( ( ( A ^ 4 )  e.  RR  /\  6  e.  NN )  ->  ( ( A ^
4 )  /  6
)  e.  RR )
3937, 31, 38sylancl 407 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 4 )  /  6 )  e.  RR )
406ef01bndlem 11362 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) )  <  (
( A ^ 4 )  /  6 ) )
41 2nn0 8945 . . . . . . . 8  |-  2  e.  NN0
4241a1i 9 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  2  e.  NN0 )
43 4z 9035 . . . . . . . . 9  |-  4  e.  ZZ
44 2re 8747 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  RR
45 4re 8754 . . . . . . . . . 10  |-  4  e.  RR
46 2lt4 8844 . . . . . . . . . 10  |-  2  <  4
4744, 45, 46ltleii 7830 . . . . . . . . 9  |-  2  <_  4
48 2z 9033 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  ZZ
4948eluz1i 9282 . . . . . . . . 9  |-  ( 4  e.  ( ZZ>= `  2
)  <->  ( 4  e.  ZZ  /\  2  <_ 
4 ) )
5043, 47, 49mpbir2an 909 . . . . . . . 8  |-  4  e.  ( ZZ>= `  2 )
5150a1i 9 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  4  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
524simp2bi 980 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  0  <  A )
53 0re 7730 . . . . . . . . 9  |-  0  e.  RR
54 ltle 7815 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  ( 0  <  A  ->  0  <_  A )
)
5553, 5, 54sylancr 408 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
0  <  A  ->  0  <_  A ) )
5652, 55mpd 13 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  0  <_  A )
574simp3bi 981 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  A  <_  1 )
585, 42, 51, 56, 57leexp2rd 10394 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( A ^ 4 )  <_ 
( A ^ 2 ) )
59 6re 8758 . . . . . . . 8  |-  6  e.  RR
6059a1i 9 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  6  e.  RR )
61 6pos 8778 . . . . . . . 8  |-  0  <  6
6261a1i 9 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  0  <  6 )
63 lediv1 8584 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A ^ 4 )  e.  RR  /\  ( A ^ 2 )  e.  RR  /\  (
6  e.  RR  /\  0  <  6 ) )  ->  ( ( A ^ 4 )  <_ 
( A ^ 2 )  <->  ( ( A ^ 4 )  / 
6 )  <_  (
( A ^ 2 )  /  6 ) ) )
6437, 12, 60, 62, 63syl112anc 1203 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 4 )  <_  ( A ^ 2 )  <->  ( ( A ^ 4 )  / 
6 )  <_  (
( A ^ 2 )  /  6 ) ) )
6558, 64mpbid 146 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 4 )  /  6 )  <_  ( ( A ^ 2 )  / 
6 ) )
6630, 39, 33, 40, 65ltletrd 8149 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  sum_ k  e.  (
ZZ>= `  4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A ) ^
n )  /  ( ! `  n )
) ) `  k
) )  <  (
( A ^ 2 )  /  6 ) )
6729, 30, 33, 35, 66lelttrd 7851 . . 3  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  ( Re `  sum_ k  e.  ( ZZ>= ` 
4 ) ( ( n  e.  NN0  |->  ( ( ( _i  x.  A
) ^ n )  /  ( ! `  n ) ) ) `
 k ) ) )  <  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )
6828, 67eqbrtrd 3918 . 2  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( abs `  ( ( cos `  A )  -  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  2 ) ) ) )  <  (
( A ^ 2 )  /  6 ) )
6910, 15, 33absdifltd 10890 . . 3  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( abs `  (
( cos `  A
)  -  ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) ) ) )  <  ( ( A ^ 2 )  /  6 )  <->  ( (
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  2 ) )  -  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  <  ( cos `  A
)  /\  ( cos `  A )  <  (
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  2 ) )  +  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) ) ) ) )
70 1cnd 7746 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  1  e.  CC )
7113recnd 7758 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  2 )  e.  CC )
7233recnd 7758 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  6 )  e.  CC )
7370, 71, 72subsub4d 8068 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  2 ) )  -  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( 1  -  ( ( ( A ^ 2 )  / 
2 )  +  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) ) ) )
74 halfpm6th 8891 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( 1  /  2
)  -  ( 1  /  6 ) )  =  ( 1  / 
3 )  /\  (
( 1  /  2
)  +  ( 1  /  6 ) )  =  ( 2  / 
3 ) )
7574simpri 112 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 1  /  2 )  +  ( 1  / 
6 ) )  =  ( 2  /  3
)
7675oveq2i 5751 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  /  2 )  +  ( 1  /  6
) ) )  =  ( ( A ^
2 )  x.  (
2  /  3 ) )
7712recnd 7758 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  ( A ^ 2 )  e.  CC )
78 2cn 8748 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  CC
79 2ap0 8770 . . . . . . . . . . . 12  |-  2 #  0
8078, 79recclapi 8462 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  /  2 )  e.  CC
81 6cn 8759 . . . . . . . . . . . 12  |-  6  e.  CC
8231nnap0i 8708 . . . . . . . . . . . 12  |-  6 #  0
8381, 82recclapi 8462 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  /  6 )  e.  CC
84 adddi 7716 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A ^ 2 )  e.  CC  /\  ( 1  /  2
)  e.  CC  /\  ( 1  /  6
)  e.  CC )  ->  ( ( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  / 
2 )  +  ( 1  /  6 ) ) )  =  ( ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  2 ) )  +  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
6 ) ) ) )
8580, 83, 84mp3an23 1290 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A ^ 2 )  e.  CC  ->  (
( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  /  2 )  +  ( 1  / 
6 ) ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  +  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
8677, 85syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  /  2 )  +  ( 1  / 
6 ) ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  +  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
8776, 86syl5eqr 2162 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  x.  ( 2  /  3 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  +  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
88 3cn 8752 . . . . . . . . . . 11  |-  3  e.  CC
89 3ap0 8773 . . . . . . . . . . 11  |-  3 #  0
9088, 89pm3.2i 268 . . . . . . . . . 10  |-  ( 3  e.  CC  /\  3 #  0 )
91 div12ap 8414 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  ( A ^ 2 )  e.  CC  /\  (
3  e.  CC  /\  3 #  0 ) )  -> 
( 2  x.  (
( A ^ 2 )  /  3 ) )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 2  / 
3 ) ) )
9278, 90, 91mp3an13 1289 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A ^ 2 )  e.  CC  ->  (
2  x.  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 2  /  3
) ) )
9377, 92syl 14 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
2  x.  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 2  /  3
) ) )
94 divrecap 8408 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A ^ 2 )  e.  CC  /\  2  e.  CC  /\  2 #  0 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  2 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  2
) ) )
9578, 79, 94mp3an23 1290 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A ^ 2 )  e.  CC  ->  (
( A ^ 2 )  /  2 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  2
) ) )
9677, 95syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  2 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  2
) ) )
97 divrecap 8408 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A ^ 2 )  e.  CC  /\  6  e.  CC  /\  6 #  0 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  6 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  6
) ) )
9881, 82, 97mp3an23 1290 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A ^ 2 )  e.  CC  ->  (
( A ^ 2 )  /  6 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  6
) ) )
9977, 98syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  6 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  6
) ) )
10096, 99oveq12d 5758 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( A ^
2 )  /  2
)  +  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  +  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
10187, 93, 1003eqtr4rd 2159 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( A ^
2 )  /  2
)  +  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( 2  x.  ( ( A ^
2 )  /  3
) ) )
102101oveq2d 5756 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
1  -  ( ( ( A ^ 2 )  /  2 )  +  ( ( A ^ 2 )  / 
6 ) ) )  =  ( 1  -  ( 2  x.  (
( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) )
10373, 102eqtrd 2148 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  2 ) )  -  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( 1  -  ( 2  x.  (
( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) )
104103breq1d 3907 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  2
) )  -  (
( A ^ 2 )  /  6 ) )  <  ( cos `  A )  <->  ( 1  -  ( 2  x.  ( ( A ^
2 )  /  3
) ) )  < 
( cos `  A
) ) )
10570, 71, 72subsubd 8065 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
1  -  ( ( ( A ^ 2 )  /  2 )  -  ( ( A ^ 2 )  / 
6 ) ) )  =  ( ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) )  +  ( ( A ^
2 )  /  6
) ) )
10674simpli 110 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 1  /  2 )  -  ( 1  / 
6 ) )  =  ( 1  /  3
)
107106oveq2i 5751 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  /  2 )  -  ( 1  /  6
) ) )  =  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  3 ) )
108 subdi 8111 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A ^ 2 )  e.  CC  /\  ( 1  /  2
)  e.  CC  /\  ( 1  /  6
)  e.  CC )  ->  ( ( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  / 
2 )  -  (
1  /  6 ) ) )  =  ( ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  2 ) )  -  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
6 ) ) ) )
10980, 83, 108mp3an23 1290 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A ^ 2 )  e.  CC  ->  (
( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  /  2 )  -  ( 1  / 
6 ) ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  -  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
11077, 109syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  x.  ( ( 1  /  2 )  -  ( 1  / 
6 ) ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  -  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
111107, 110syl5eqr 2162 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  3 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  -  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
112 divrecap 8408 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A ^ 2 )  e.  CC  /\  3  e.  CC  /\  3 #  0 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  3 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  3
) ) )
11388, 89, 112mp3an23 1290 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A ^ 2 )  e.  CC  ->  (
( A ^ 2 )  /  3 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  3
) ) )
11477, 113syl 14 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( A ^ 2 )  /  3 )  =  ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  /  3
) ) )
11596, 99oveq12d 5758 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( A ^
2 )  /  2
)  -  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( ( ( A ^ 2 )  x.  ( 1  / 
2 ) )  -  ( ( A ^
2 )  x.  (
1  /  6 ) ) ) )
116111, 114, 1153eqtr4rd 2159 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( A ^
2 )  /  2
)  -  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( ( A ^ 2 )  / 
3 ) )
117116oveq2d 5756 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
1  -  ( ( ( A ^ 2 )  /  2 )  -  ( ( A ^ 2 )  / 
6 ) ) )  =  ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  3
) ) )
118105, 117eqtr3d 2150 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  2 ) )  +  ( ( A ^ 2 )  /  6 ) )  =  ( 1  -  ( ( A ^
2 )  /  3
) ) )
119118breq2d 3909 . . . 4  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( cos `  A
)  <  ( (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  2 ) )  +  ( ( A ^ 2 )  / 
6 ) )  <->  ( cos `  A )  <  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) )
120104, 119anbi12d 462 . . 3  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) )  -  ( ( A ^
2 )  /  6
) )  <  ( cos `  A )  /\  ( cos `  A )  <  ( ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) )  +  ( ( A ^
2 )  /  6
) ) )  <->  ( (
1  -  ( 2  x.  ( ( A ^ 2 )  / 
3 ) ) )  <  ( cos `  A
)  /\  ( cos `  A )  <  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) ) )
12169, 120bitrd 187 . 2  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( abs `  (
( cos `  A
)  -  ( 1  -  ( ( A ^ 2 )  / 
2 ) ) ) )  <  ( ( A ^ 2 )  /  6 )  <->  ( (
1  -  ( 2  x.  ( ( A ^ 2 )  / 
3 ) ) )  <  ( cos `  A
)  /\  ( cos `  A )  <  (
1  -  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) ) )
12268, 121mpbid 146 1  |-  ( A  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( 1  -  (
2  x.  ( ( A ^ 2 )  /  3 ) ) )  <  ( cos `  A )  /\  ( cos `  A )  < 
( 1  -  (
( A ^ 2 )  /  3 ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    /\ w3a 945    = wceq 1314    e. wcel 1463   class class class wbr 3897    |-> cmpt 3957   ` cfv 5091  (class class class)co 5740   CCcc 7582   RRcr 7583   0cc0 7584   1c1 7585   _ici 7586    + caddc 7587    x. cmul 7589   RR*cxr 7763    < clt 7764    <_ cle 7765    - cmin 7897   # cap 8306    / cdiv 8392   NNcn 8677   2c2 8728   3c3 8729   4c4 8730   6c6 8732   NN0cn0 8928   ZZcz 9005   ZZ>=cuz 9275   (,]cioc 9612   ^cexp 10232   !cfa 10411   Recre 10552   abscabs 10709   sum_csu 11062   cosccos 11250
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-13 1474  ax-14 1475  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498  ax-ext 2097  ax-coll 4011  ax-sep 4014  ax-nul 4022  ax-pow 4066  ax-pr 4099  ax-un 4323  ax-setind 4420  ax-iinf 4470  ax-cnex 7675  ax-resscn 7676  ax-1cn 7677  ax-1re 7678  ax-icn 7679  ax-addcl 7680  ax-addrcl 7681  ax-mulcl 7682  ax-mulrcl 7683  ax-addcom 7684  ax-mulcom 7685  ax-addass 7686  ax-mulass 7687  ax-distr 7688  ax-i2m1 7689  ax-0lt1 7690  ax-1rid 7691  ax-0id 7692  ax-rnegex 7693  ax-precex 7694  ax-cnre 7695  ax-pre-ltirr 7696  ax-pre-ltwlin 7697  ax-pre-lttrn 7698  ax-pre-apti 7699  ax-pre-ltadd 7700  ax-pre-mulgt0 7701  ax-pre-mulext 7702  ax-arch 7703  ax-caucvg 7704
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 803  df-3or 946  df-3an 947  df-tru 1317  df-fal 1320  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978  df-mo 1979  df-clab 2102  df-cleq 2108  df-clel 2111  df-nfc 2245  df-ne 2284  df-nel 2379  df-ral 2396  df-rex 2397  df-reu 2398  df-rmo 2399  df-rab 2400  df-v 2660  df-sbc 2881  df-csb 2974  df-dif 3041  df-un 3043  df-in 3045  df-ss 3052  df-nul 3332  df-if 3443  df-pw 3480  df-sn 3501  df-pr 3502  df-op 3504  df-uni 3705  df-int 3740  df-iun 3783  df-br 3898  df-opab 3958  df-mpt 3959  df-tr 3995  df-id 4183  df-po 4186  df-iso 4187  df-iord 4256  df-on 4258  df-ilim 4259  df-suc 4261  df-iom 4473  df-xp 4513  df-rel 4514  df-cnv 4515  df-co 4516  df-dm 4517  df-rn 4518  df-res 4519  df-ima 4520  df-iota 5056  df-fun 5093  df-fn 5094  df-f 5095  df-f1 5096  df-fo 5097  df-f1o 5098  df-fv 5099  df-isom 5100  df-riota 5696  df-ov 5743  df-oprab 5744  df-mpo 5745  df-1st 6004  df-2nd 6005  df-recs 6168  df-irdg 6233  df-frec 6254  df-1o 6279  df-oadd 6283  df-er 6395  df-en 6601  df-dom 6602  df-fin 6603  df-pnf 7766  df-mnf 7767  df-xr 7768  df-ltxr 7769  df-le 7770  df-sub 7899  df-neg 7900  df-reap 8300  df-ap 8307  df-div 8393  df-inn 8678  df-2 8736  df-3 8737  df-4 8738  df-5 8739  df-6 8740  df-7 8741  df-8 8742  df-n0 8929  df-z 9006  df-uz 9276  df-q 9361  df-rp 9391  df-ioc 9616  df-ico 9617  df-fz 9731  df-fzo 9860  df-seqfrec 10159  df-exp 10233  df-fac 10412  df-ihash 10462  df-shft 10527  df-cj 10554  df-re 10555  df-im 10556  df-rsqrt 10710  df-abs 10711  df-clim 10988  df-sumdc 11063  df-ef 11253  df-cos 11256
This theorem is referenced by:  cos1bnd  11365  cos01gt0  11368
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