Theorem cos1bnd 11722

Description: Bounds on the cosine of 1. (Contributed by Paul Chapman, 19-Jan-2008.)

Assertion

Ref	Expression
cos1bnd	|- ( ( 1 / 3 ) < ( cos ` 1 ) /\ ( cos ` 1 ) < ( 2 / 3 ) )

Proof of Theorem cos1bnd

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sq1 10569	. . . . . . . 8 |- ( 1 ^ 2 ) = 1
2	1	oveq1i 5863	. . . . . . 7 |- ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) = ( 1 / 3 )
3	2	oveq2i 5864	. . . . . 6 |- ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) = ( 2 x. ( 1 / 3 ) )
4		2cn 8949	. . . . . . 7 |- 2 e. CC
5		3cn 8953	. . . . . . 7 |- 3 e. CC
6		3ap0 8974	. . . . . . 7 |- 3 # 0
7	4, 5, 6	divrecapi 8674	. . . . . 6 |- ( 2 / 3 ) = ( 2 x. ( 1 / 3 ) )
8	3, 7	eqtr4i 2194	. . . . 5 |- ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) = ( 2 / 3 )
9	8	oveq2i 5864	. . . 4 |- ( 1 - ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) = ( 1 - ( 2 / 3 ) )
10		ax-1cn 7867	. . . . 5 |- 1 e. CC
11	4, 5, 6	divclapi 8671	. . . . 5 |- ( 2 / 3 ) e. CC
12	5, 6	recclapi 8659	. . . . 5 |- ( 1 / 3 ) e. CC
13		df-3 8938	. . . . . . 7 |- 3 = ( 2 + 1 )
14	13	oveq1i 5863	. . . . . 6 |- ( 3 / 3 ) = ( ( 2 + 1 ) / 3 )
15	5, 6	dividapi 8662	. . . . . 6 |- ( 3 / 3 ) = 1
16	4, 10, 5, 6	divdirapi 8686	. . . . . 6 |- ( ( 2 + 1 ) / 3 ) = ( ( 2 / 3 ) + ( 1 / 3 ) )
17	14, 15, 16	3eqtr3ri 2200	. . . . 5 |- ( ( 2 / 3 ) + ( 1 / 3 ) ) = 1
18	10, 11, 12, 17	subaddrii 8208	. . . 4 |- ( 1 - ( 2 / 3 ) ) = ( 1 / 3 )
19	9, 18	eqtri 2191	. . 3 |- ( 1 - ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) = ( 1 / 3 )
20		1re 7919	. . . . 5 |- 1 e. RR
21		0lt1 8046	. . . . 5 |- 0 < 1
22		1le1 8491	. . . . 5 |- 1 <_ 1
23		0xr 7966	. . . . . . 7 |- 0 e. RR*
24		elioc2 9893	. . . . . . 7 |- ( ( 0 e. RR* /\ 1 e. RR ) -> ( 1 e. ( 0 (,] 1 ) <-> ( 1 e. RR /\ 0 < 1 /\ 1 <_ 1 ) ) )
25	23, 20, 24	mp2an 424	. . . . . 6 |- ( 1 e. ( 0 (,] 1 ) <-> ( 1 e. RR /\ 0 < 1 /\ 1 <_ 1 ) )
26		cos01bnd 11721	. . . . . 6 |- ( 1 e. ( 0 (,] 1 ) -> ( ( 1 - ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) < ( cos ` 1 ) /\ ( cos ` 1 ) < ( 1 - ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) )
27	25, 26	sylbir 134	. . . . 5 |- ( ( 1 e. RR /\ 0 < 1 /\ 1 <_ 1 ) -> ( ( 1 - ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) < ( cos ` 1 ) /\ ( cos ` 1 ) < ( 1 - ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) )
28	20, 21, 22, 27	mp3an 1332	. . . 4 |- ( ( 1 - ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) < ( cos ` 1 ) /\ ( cos ` 1 ) < ( 1 - ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) )
29	28	simpli 110	. . 3 |- ( 1 - ( 2 x. ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) ) < ( cos ` 1 )
30	19, 29	eqbrtrri 4012	. 2 |- ( 1 / 3 ) < ( cos ` 1 )
31	28	simpri 112	. . 3 |- ( cos ` 1 ) < ( 1 - ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) )
32	2	oveq2i 5864	. . . 4 |- ( 1 - ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) = ( 1 - ( 1 / 3 ) )
33	10, 12, 11	subadd2i 8207	. . . . 5 |- ( ( 1 - ( 1 / 3 ) ) = ( 2 / 3 ) <-> ( ( 2 / 3 ) + ( 1 / 3 ) ) = 1 )
34	17, 33	mpbir 145	. . . 4 |- ( 1 - ( 1 / 3 ) ) = ( 2 / 3 )
35	32, 34	eqtri 2191	. . 3 |- ( 1 - ( ( 1 ^ 2 ) / 3 ) ) = ( 2 / 3 )
36	31, 35	breqtri 4014	. 2 |- ( cos ` 1 ) < ( 2 / 3 )
37	30, 36	pm3.2i 270	1 |- ( ( 1 / 3 ) < ( cos ` 1 ) /\ ( cos ` 1 ) < ( 2 / 3 ) )

Syntax hints:   /\ wa 103   <-> wb 104   /\ w3a 973   = wceq 1348   e. wcel 2141   class class class wbr 3989   ` cfv 5198  (class class class)co 5853   RRcr 7773   0cc0 7774   1c1 7775   + caddc 7777   x. cmul 7779   RR*cxr 7953   < clt 7954   <_ cle 7955   - cmin 8090   / cdiv 8589   2c2 8929   3c3 8930   (,]cioc 9846   ^cexp 10475   cosccos 11608

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-1cn 7867  ax-1re 7868  ax-icn 7869  ax-addcl 7870  ax-addrcl 7871  ax-mulcl 7872  ax-mulrcl 7873  ax-addcom 7874  ax-mulcom 7875  ax-addass 7876  ax-mulass 7877  ax-distr 7878  ax-i2m1 7879  ax-0lt1 7880  ax-1rid 7881  ax-0id 7882  ax-rnegex 7883  ax-precex 7884  ax-cnre 7885  ax-pre-ltirr 7886  ax-pre-ltwlin 7887  ax-pre-lttrn 7888  ax-pre-apti 7889  ax-pre-ltadd 7890  ax-pre-mulgt0 7891  ax-pre-mulext 7892  ax-arch 7893  ax-caucvg 7894

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-ilim 4354  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-isom 5207  df-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-irdg 6349  df-frec 6370  df-1o 6395  df-oadd 6399  df-er 6513  df-en 6719  df-dom 6720  df-fin 6721  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960  df-sub 8092  df-neg 8093  df-reap 8494  df-ap 8501  df-div 8590  df-inn 8879  df-2 8937  df-3 8938  df-4 8939  df-5 8940  df-6 8941  df-7 8942  df-8 8943  df-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-q 9579  df-rp 9611  df-ioc 9850  df-ico 9851  df-fz 9966  df-fzo 10099  df-seqfrec 10402  df-exp 10476  df-fac 10660  df-ihash 10710  df-shft 10779  df-cj 10806  df-re 10807  df-im 10808  df-rsqrt 10962  df-abs 10963  df-clim 11242  df-sumdc 11317  df-ef 11611  df-cos 11614

This theorem is referenced by:  cos2bnd  11723