Theorem cos2t 12261

Description: Double-angle formula for cosine. (Contributed by Paul Chapman, 24-Jan-2008.)

Assertion

Ref	Expression
cos2t	|- ( A e. CC -> ( cos ` ( 2 x. A ) ) = ( ( 2 x. ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) )

Proof of Theorem cos2t

Step	Hyp	Ref	Expression
1		coscl 12218	. . . 4 |- ( A e. CC -> ( cos ` A ) e. CC )
2	1	sqcld 10893	. . 3 |- ( A e. CC -> ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC )
3		ax-1cn 8092	. . . 4 |- 1 e. CC
4		subsub3 8378	. . . 4 |- ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC /\ 1 e. CC /\ ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC ) -> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) ) = ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) )
5	3, 4	mp3an2 1359	. . 3 |- ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC /\ ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC ) -> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) ) = ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) )
6	2, 2, 5	syl2anc 411	. 2 |- ( A e. CC -> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) ) = ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) )
7		cosadd 12248	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ A e. CC ) -> ( cos ` ( A + A ) ) = ( ( ( cos ` A ) x. ( cos ` A ) ) - ( ( sin ` A ) x. ( sin ` A ) ) ) )
8	7	anidms 397	. . . 4 |- ( A e. CC -> ( cos ` ( A + A ) ) = ( ( ( cos ` A ) x. ( cos ` A ) ) - ( ( sin ` A ) x. ( sin ` A ) ) ) )
9		2times 9238	. . . . 5 |- ( A e. CC -> ( 2 x. A ) = ( A + A ) )
10	9	fveq2d 5631	. . . 4 |- ( A e. CC -> ( cos ` ( 2 x. A ) ) = ( cos ` ( A + A ) ) )
11	1	sqvald 10892	. . . . 5 |- ( A e. CC -> ( ( cos ` A ) ^ 2 ) = ( ( cos ` A ) x. ( cos ` A ) ) )
12		sincl 12217	. . . . . 6 |- ( A e. CC -> ( sin ` A ) e. CC )
13	12	sqvald 10892	. . . . 5 |- ( A e. CC -> ( ( sin ` A ) ^ 2 ) = ( ( sin ` A ) x. ( sin ` A ) ) )
14	11, 13	oveq12d 6019	. . . 4 |- ( A e. CC -> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( ( cos ` A ) x. ( cos ` A ) ) - ( ( sin ` A ) x. ( sin ` A ) ) ) )
15	8, 10, 14	3eqtr4d 2272	. . 3 |- ( A e. CC -> ( cos ` ( 2 x. A ) ) = ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) )
16	12	sqcld 10893	. . . . . . 7 |- ( A e. CC -> ( ( sin ` A ) ^ 2 ) e. CC )
17	16, 2	addcomd 8297	. . . . . 6 |- ( A e. CC -> ( ( ( sin ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) )
18		sincossq 12259	. . . . . 6 |- ( A e. CC -> ( ( ( sin ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = 1 )
19	17, 18	eqtr3d 2264	. . . . 5 |- ( A e. CC -> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) = 1 )
20		subadd 8349	. . . . . . 7 |- ( ( 1 e. CC /\ ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC /\ ( ( sin ` A ) ^ 2 ) e. CC ) -> ( ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( sin ` A ) ^ 2 ) <-> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) = 1 ) )
21	3, 20	mp3an1 1358	. . . . . 6 |- ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) e. CC /\ ( ( sin ` A ) ^ 2 ) e. CC ) -> ( ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( sin ` A ) ^ 2 ) <-> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) = 1 ) )
22	2, 16, 21	syl2anc 411	. . . . 5 |- ( A e. CC -> ( ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( sin ` A ) ^ 2 ) <-> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) = 1 ) )
23	19, 22	mpbird 167	. . . 4 |- ( A e. CC -> ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( sin ` A ) ^ 2 ) )
24	23	oveq2d 6017	. . 3 |- ( A e. CC -> ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) ) = ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( ( sin ` A ) ^ 2 ) ) )
25	15, 24	eqtr4d 2265	. 2 |- ( A e. CC -> ( cos ` ( 2 x. A ) ) = ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) - ( 1 - ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) ) )
26	2	2timesd 9354	. . 3 |- ( A e. CC -> ( 2 x. ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) = ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) )
27	26	oveq1d 6016	. 2 |- ( A e. CC -> ( ( 2 x. ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) = ( ( ( ( cos ` A ) ^ 2 ) + ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) )
28	6, 25, 27	3eqtr4d 2272	1 |- ( A e. CC -> ( cos ` ( 2 x. A ) ) = ( ( 2 x. ( ( cos ` A ) ^ 2 ) ) - 1 ) )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 105   = wceq 1395   e. wcel 2200   ` cfv 5318  (class class class)co 6001   CCcc 7997   1c1 8000   + caddc 8002   x. cmul 8004   - cmin 8317   2c2 9161   ^cexp 10760   sincsin 12155   cosccos 12156

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8090  ax-resscn 8091  ax-1cn 8092  ax-1re 8093  ax-icn 8094  ax-addcl 8095  ax-addrcl 8096  ax-mulcl 8097  ax-mulrcl 8098  ax-addcom 8099  ax-mulcom 8100  ax-addass 8101  ax-mulass 8102  ax-distr 8103  ax-i2m1 8104  ax-0lt1 8105  ax-1rid 8106  ax-0id 8107  ax-rnegex 8108  ax-precex 8109  ax-cnre 8110  ax-pre-ltirr 8111  ax-pre-ltwlin 8112  ax-pre-lttrn 8113  ax-pre-apti 8114  ax-pre-ltadd 8115  ax-pre-mulgt0 8116  ax-pre-mulext 8117  ax-arch 8118  ax-caucvg 8119

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-disj 4060  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-isom 5327  df-riota 5954  df-ov 6004  df-oprab 6005  df-mpo 6006  df-1st 6286  df-2nd 6287  df-recs 6451  df-irdg 6516  df-frec 6537  df-1o 6562  df-oadd 6566  df-er 6680  df-en 6888  df-dom 6889  df-fin 6890  df-sup 7151  df-pnf 8183  df-mnf 8184  df-xr 8185  df-ltxr 8186  df-le 8187  df-sub 8319  df-neg 8320  df-reap 8722  df-ap 8729  df-div 8820  df-inn 9111  df-2 9169  df-3 9170  df-4 9171  df-n0 9370  df-z 9447  df-uz 9723  df-q 9815  df-rp 9850  df-ico 10090  df-fz 10205  df-fzo 10339  df-seqfrec 10670  df-exp 10761  df-fac 10948  df-bc 10970  df-ihash 10998  df-cj 11353  df-re 11354  df-im 11355  df-rsqrt 11509  df-abs 11510  df-clim 11790  df-sumdc 11865  df-ef 12159  df-sin 12161  df-cos 12162

This theorem is referenced by:  cos2tsin  12262  cos2bnd  12271  sin0pilem1  15455  cospi  15474  cos2pi  15478  tangtx  15512  coskpi  15522