Theorem cos02pilt1 15171

Description: Cosine is less than one between zero and 2 x. pi. (Contributed by Jim Kingdon, 19-Mar-2024.)

Assertion

Ref	Expression
cos02pilt1	|- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> ( cos ` A ) < 1 )

Proof of Theorem cos02pilt1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elioore 10004	. . . . . . 7 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> A e. RR )
2	1	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) -> A e. RR )
3	2	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> A e. RR )
4		pire 15106	. . . . . . 7 |- pi e. RR
5	4	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> pi e. RR )
6		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> pi < A )
7	5, 3, 6	ltled 8162	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> pi <_ A )
8		0xr 8090	. . . . . . . 8 |- 0 e. RR*
9		2re 9077	. . . . . . . . . 10 |- 2 e. RR
10	9, 4	remulcli 8057	. . . . . . . . 9 |- ( 2 x. pi ) e. RR
11	10	rexri 8101	. . . . . . . 8 |- ( 2 x. pi ) e. RR*
12		elioo2 10013	. . . . . . . 8 |- ( ( 0 e. RR* /\ ( 2 x. pi ) e. RR* ) -> ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) <-> ( A e. RR /\ 0 < A /\ A < ( 2 x. pi ) ) ) )
13	8, 11, 12	mp2an 426	. . . . . . 7 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) <-> ( A e. RR /\ 0 < A /\ A < ( 2 x. pi ) ) )
14	13	simp3bi 1016	. . . . . 6 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> A < ( 2 x. pi ) )
15	14	ad2antrr 488	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> A < ( 2 x. pi ) )
16		elico2 10029	. . . . . 6 |- ( ( pi e. RR /\ ( 2 x. pi ) e. RR* ) -> ( A e. ( pi [,) ( 2 x. pi ) ) <-> ( A e. RR /\ pi <_ A /\ A < ( 2 x. pi ) ) ) )
17	4, 11, 16	mp2an 426	. . . . 5 |- ( A e. ( pi [,) ( 2 x. pi ) ) <-> ( A e. RR /\ pi <_ A /\ A < ( 2 x. pi ) ) )
18	3, 7, 15, 17	syl3anbrc 1183	. . . 4 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> A e. ( pi [,) ( 2 x. pi ) ) )
19		cosq34lt1 15170	. . . 4 |- ( A e. ( pi [,) ( 2 x. pi ) ) -> ( cos ` A ) < 1 )
20	18, 19	syl 14	. . 3 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ pi < A ) -> ( cos ` A ) < 1 )
21	2	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> A e. RR )
22		simplr 528	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> ( pi / 2 ) < A )
23		simpr 110	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) )
24		halfpire 15112	. . . . . . 7 |- ( pi / 2 ) e. RR
25	24	rexri 8101	. . . . . 6 |- ( pi / 2 ) e. RR*
26		3re 9081	. . . . . . . 8 |- 3 e. RR
27	26, 24	remulcli 8057	. . . . . . 7 |- ( 3 x. ( pi / 2 ) ) e. RR
28	27	rexri 8101	. . . . . 6 |- ( 3 x. ( pi / 2 ) ) e. RR*
29		elioo2 10013	. . . . . 6 |- ( ( ( pi / 2 ) e. RR* /\ ( 3 x. ( pi / 2 ) ) e. RR* ) -> ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) <-> ( A e. RR /\ ( pi / 2 ) < A /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) ) )
30	25, 28, 29	mp2an 426	. . . . 5 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) <-> ( A e. RR /\ ( pi / 2 ) < A /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) )
31	21, 22, 23, 30	syl3anbrc 1183	. . . 4 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) )
32		elioore 10004	. . . . . 6 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> A e. RR )
33	32	recoscld 11906	. . . . 5 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> ( cos ` A ) e. RR )
34		0red 8044	. . . . 5 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> 0 e. RR )
35		1red 8058	. . . . 5 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> 1 e. RR )
36		cosq23lt0 15153	. . . . 5 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> ( cos ` A ) < 0 )
37		0lt1 8170	. . . . . 6 |- 0 < 1
38	37	a1i 9	. . . . 5 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> 0 < 1 )
39	33, 34, 35, 36, 38	lttrd 8169	. . . 4 |- ( A e. ( ( pi / 2 ) (,) ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> ( cos ` A ) < 1 )
40	31, 39	syl 14	. . 3 |- ( ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) /\ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) -> ( cos ` A ) < 1 )
41		2lt3 9178	. . . . . 6 |- 2 < 3
42		2pos 9098	. . . . . . . 8 |- 0 < 2
43	9, 42	pm3.2i 272	. . . . . . 7 |- ( 2 e. RR /\ 0 < 2 )
44		3pos 9101	. . . . . . . 8 |- 0 < 3
45	26, 44	pm3.2i 272	. . . . . . 7 |- ( 3 e. RR /\ 0 < 3 )
46		pipos 15108	. . . . . . . 8 |- 0 < pi
47	4, 46	pm3.2i 272	. . . . . . 7 |- ( pi e. RR /\ 0 < pi )
48		ltdiv2 8931	. . . . . . 7 |- ( ( ( 2 e. RR /\ 0 < 2 ) /\ ( 3 e. RR /\ 0 < 3 ) /\ ( pi e. RR /\ 0 < pi ) ) -> ( 2 < 3 <-> ( pi / 3 ) < ( pi / 2 ) ) )
49	43, 45, 47, 48	mp3an 1348	. . . . . 6 |- ( 2 < 3 <-> ( pi / 3 ) < ( pi / 2 ) )
50	41, 49	mpbi 145	. . . . 5 |- ( pi / 3 ) < ( pi / 2 )
51		ltdivmul 8920	. . . . . 6 |- ( ( pi e. RR /\ ( pi / 2 ) e. RR /\ ( 3 e. RR /\ 0 < 3 ) ) -> ( ( pi / 3 ) < ( pi / 2 ) <-> pi < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) )
52	4, 24, 45, 51	mp3an 1348	. . . . 5 |- ( ( pi / 3 ) < ( pi / 2 ) <-> pi < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) )
53	50, 52	mpbi 145	. . . 4 |- pi < ( 3 x. ( pi / 2 ) )
54		axltwlin 8111	. . . . 5 |- ( ( pi e. RR /\ ( 3 x. ( pi / 2 ) ) e. RR /\ A e. RR ) -> ( pi < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) -> ( pi < A \/ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) ) )
55	4, 27, 2, 54	mp3an12i 1352	. . . 4 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) -> ( pi < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) -> ( pi < A \/ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) ) )
56	53, 55	mpi 15	. . 3 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) -> ( pi < A \/ A < ( 3 x. ( pi / 2 ) ) ) )
57	20, 40, 56	mpjaodan 799	. 2 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ ( pi / 2 ) < A ) -> ( cos ` A ) < 1 )
58	4	rexri 8101	. . . . . 6 |- pi e. RR*
59		0re 8043	. . . . . . 7 |- 0 e. RR
60	59, 4, 46	ltleii 8146	. . . . . 6 |- 0 <_ pi
61		lbicc2 10076	. . . . . 6 |- ( ( 0 e. RR* /\ pi e. RR* /\ 0 <_ pi ) -> 0 e. ( 0 [,] pi ) )
62	8, 58, 60, 61	mp3an 1348	. . . . 5 |- 0 e. ( 0 [,] pi )
63	62	a1i 9	. . . 4 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> 0 e. ( 0 [,] pi ) )
64	1	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> A e. RR )
65		0red 8044	. . . . . 6 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> 0 e. RR )
66	13	simp2bi 1015	. . . . . . 7 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> 0 < A )
67	66	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> 0 < A )
68	65, 64, 67	ltled 8162	. . . . 5 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> 0 <_ A )
69	4	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> pi e. RR )
70		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> A < pi )
71	64, 69, 70	ltled 8162	. . . . 5 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> A <_ pi )
72	59, 4	elicc2i 10031	. . . . 5 |- ( A e. ( 0 [,] pi ) <-> ( A e. RR /\ 0 <_ A /\ A <_ pi ) )
73	64, 68, 71, 72	syl3anbrc 1183	. . . 4 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> A e. ( 0 [,] pi ) )
74	63, 73, 67	cosordlem 15169	. . 3 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> ( cos ` A ) < ( cos ` 0 ) )
75		cos0 11912	. . 3 |- ( cos ` 0 ) = 1
76	74, 75	breqtrdi 4075	. 2 |- ( ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) /\ A < pi ) -> ( cos ` A ) < 1 )
77		pirp 15109	. . . 4 |- pi e. RR+
78		rphalflt 9775	. . . 4 |- ( pi e. RR+ -> ( pi / 2 ) < pi )
79	77, 78	ax-mp 5	. . 3 |- ( pi / 2 ) < pi
80		axltwlin 8111	. . . 4 |- ( ( ( pi / 2 ) e. RR /\ pi e. RR /\ A e. RR ) -> ( ( pi / 2 ) < pi -> ( ( pi / 2 ) < A \/ A < pi ) ) )
81	24, 4, 1, 80	mp3an12i 1352	. . 3 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> ( ( pi / 2 ) < pi -> ( ( pi / 2 ) < A \/ A < pi ) ) )
82	79, 81	mpi 15	. 2 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> ( ( pi / 2 ) < A \/ A < pi ) )
83	57, 76, 82	mpjaodan 799	1 |- ( A e. ( 0 (,) ( 2 x. pi ) ) -> ( cos ` A ) < 1 )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 709   /\ w3a 980   e. wcel 2167   class class class wbr 4034   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   RRcr 7895   0cc0 7896   1c1 7897   x. cmul 7901   RR*cxr 8077   < clt 8078   <_ cle 8079   / cdiv 8716   2c2 9058   3c3 9059   RR+crp 9745   (,)cioo 9980   [,)cico 9982   [,]cicc 9983   cosccos 11827   picpi 11829

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-mulrcl 7995  ax-addcom 7996  ax-mulcom 7997  ax-addass 7998  ax-mulass 7999  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-1rid 8003  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-precex 8006  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-apti 8011  ax-pre-ltadd 8012  ax-pre-mulgt0 8013  ax-pre-mulext 8014  ax-arch 8015  ax-caucvg 8016  ax-pre-suploc 8017  ax-addf 8018  ax-mulf 8019

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-disj 4012  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-po 4332  df-iso 4333  df-iord 4402  df-on 4404  df-ilim 4405  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-isom 5268  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-of 6139  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-recs 6372  df-irdg 6437  df-frec 6458  df-1o 6483  df-oadd 6487  df-er 6601  df-map 6718  df-pm 6719  df-en 6809  df-dom 6810  df-fin 6811  df-sup 7059  df-inf 7060  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-reap 8619  df-ap 8626  df-div 8717  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-4 9068  df-5 9069  df-6 9070  df-7 9071  df-8 9072  df-9 9073  df-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619  df-q 9711  df-rp 9746  df-xneg 9864  df-xadd 9865  df-ioo 9984  df-ioc 9985  df-ico 9986  df-icc 9987  df-fz 10101  df-fzo 10235  df-seqfrec 10557  df-exp 10648  df-fac 10835  df-bc 10857  df-ihash 10885  df-shft 10997  df-cj 11024  df-re 11025  df-im 11026  df-rsqrt 11180  df-abs 11181  df-clim 11461  df-sumdc 11536  df-ef 11830  df-sin 11832  df-cos 11833  df-pi 11835  df-rest 12943  df-topgen 12962  df-psmet 14175  df-xmet 14176  df-met 14177  df-bl 14178  df-mopn 14179  df-top 14318  df-topon 14331  df-bases 14363  df-ntr 14416  df-cn 14508  df-cnp 14509  df-tx 14573  df-cncf 14891  df-limced 14976  df-dvap 14977

This theorem is referenced by:  cos0pilt1  15172  taupi  15804