Theorem cos0pilt1 15542

Description: Cosine is between minus one and one on the open interval between zero and π. (Contributed by Jim Kingdon, 7-May-2024.)

Assertion

Ref	Expression
cos0pilt1	⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → (cos‘𝐴) ∈ (-1(,)1))

Proof of Theorem cos0pilt1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elioore 10120	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → 𝐴 ∈ ℝ)
2	1	recoscld 12251	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → (cos‘𝐴) ∈ ℝ)
3		cospi 15490	. . 3 ⊢ (cos‘π) = -1
4		ioossicc 10167	. . . . 5 ⊢ (0(,)π) ⊆ (0[,]π)
5	4	sseli 3220	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → 𝐴 ∈ (0[,]π))
6		0xr 8204	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℝ*
7		pire 15476	. . . . . . 7 ⊢ π ∈ ℝ
8	7	rexri 8215	. . . . . 6 ⊢ π ∈ ℝ*
9		0re 8157	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
10		pipos 15478	. . . . . . 7 ⊢ 0 < π
11	9, 7, 10	ltleii 8260	. . . . . 6 ⊢ 0 ≤ π
12		ubicc2 10193	. . . . . 6 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ π) → π ∈ (0[,]π))
13	6, 8, 11, 12	mp3an 1371	. . . . 5 ⊢ π ∈ (0[,]π)
14	13	a1i 9	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → π ∈ (0[,]π))
15		eliooord 10136	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → (0 < 𝐴 ∧ 𝐴 < π))
16	15	simprd 114	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → 𝐴 < π)
17	5, 14, 16	cosordlem 15539	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → (cos‘π) < (cos‘𝐴))
18	3, 17	eqbrtrrid 4119	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → -1 < (cos‘𝐴))
19		2re 9191	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℝ
20	19, 7	remulcli 8171	. . . . . 6 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ
21	20	rexri 8215	. . . . 5 ⊢ (2 · π) ∈ ℝ*
22		1le2 9330	. . . . . 6 ⊢ 1 ≤ 2
23		lemulge12 9025	. . . . . 6 ⊢ (((π ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ π ∧ 1 ≤ 2)) → π ≤ (2 · π))
24	7, 19, 11, 22, 23	mp4an 427	. . . . 5 ⊢ π ≤ (2 · π)
25		iooss2 10125	. . . . 5 ⊢ (((2 · π) ∈ ℝ* ∧ π ≤ (2 · π)) → (0(,)π) ⊆ (0(,)(2 · π)))
26	21, 24, 25	mp2an 426	. . . 4 ⊢ (0(,)π) ⊆ (0(,)(2 · π))
27	26	sseli 3220	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → 𝐴 ∈ (0(,)(2 · π)))
28		cos02pilt1 15541	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)(2 · π)) → (cos‘𝐴) < 1)
29	27, 28	syl 14	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → (cos‘𝐴) < 1)
30		neg1rr 9227	. . . 4 ⊢ -1 ∈ ℝ
31	30	rexri 8215	. . 3 ⊢ -1 ∈ ℝ*
32		1re 8156	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
33	32	rexri 8215	. . 3 ⊢ 1 ∈ ℝ*
34		elioo2 10129	. . 3 ⊢ ((-1 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → ((cos‘𝐴) ∈ (-1(,)1) ↔ ((cos‘𝐴) ∈ ℝ ∧ -1 < (cos‘𝐴) ∧ (cos‘𝐴) < 1)))
35	31, 33, 34	mp2an 426	. 2 ⊢ ((cos‘𝐴) ∈ (-1(,)1) ↔ ((cos‘𝐴) ∈ ℝ ∧ -1 < (cos‘𝐴) ∧ (cos‘𝐴) < 1))
36	2, 18, 29, 35	syl3anbrc 1205	1 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)π) → (cos‘𝐴) ∈ (-1(,)1))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 105   ∧ w3a 1002   ∈ wcel 2200   ⊆ wss 3197   class class class wbr 4083  ‘cfv 5318  (class class class)co 6007  ℝcr 8009  0cc0 8010  1c1 8011   · cmul 8015  ℝ^*cxr 8191   < clt 8192   ≤ cle 8193  -cneg 8329  2c2 9172  (,)cioo 10096  [,]cicc 10099  cosccos 12172  πcpi 12174

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 8101  ax-resscn 8102  ax-1cn 8103  ax-1re 8104  ax-icn 8105  ax-addcl 8106  ax-addrcl 8107  ax-mulcl 8108  ax-mulrcl 8109  ax-addcom 8110  ax-mulcom 8111  ax-addass 8112  ax-mulass 8113  ax-distr 8114  ax-i2m1 8115  ax-0lt1 8116  ax-1rid 8117  ax-0id 8118  ax-rnegex 8119  ax-precex 8120  ax-cnre 8121  ax-pre-ltirr 8122  ax-pre-ltwlin 8123  ax-pre-lttrn 8124  ax-pre-apti 8125  ax-pre-ltadd 8126  ax-pre-mulgt0 8127  ax-pre-mulext 8128  ax-arch 8129  ax-caucvg 8130  ax-pre-suploc 8131  ax-addf 8132  ax-mulf 8133

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 836  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 5960  df-ov 6010  df-oprab 6011  df-mpo 6012  df-of 6224  df-1st 6292  df-2nd 6293  df-recs 6457  df-irdg 6522  df-frec 6543  df-1o 6568  df-oadd 6572  df-er 6688  df-map 6805  df-pm 6806  df-en 6896  df-dom 6897  df-fin 6898  df-sup 7162  df-inf 7163  df-pnf 8194  df-mnf 8195  df-xr 8196  df-ltxr 8197  df-le 8198  df-sub 8330  df-neg 8331  df-reap 8733  df-ap 8740  df-div 8831  df-inn 9122  df-2 9180  df-3 9181  df-4 9182  df-5 9183  df-6 9184  df-7 9185  df-8 9186  df-9 9187  df-n0 9381  df-z 9458  df-uz 9734  df-q 9827  df-rp 9862  df-xneg 9980  df-xadd 9981  df-ioo 10100  df-ioc 10101  df-ico 10102  df-icc 10103  df-fz 10217  df-fzo 10351  df-seqfrec 10682  df-exp 10773  df-fac 10960  df-bc 10982  df-ihash 11010  df-shft 11342  df-cj 11369  df-re 11370  df-im 11371  df-rsqrt 11525  df-abs 11526  df-clim 11806  df-sumdc 11881  df-ef 12175  df-sin 12177  df-cos 12178  df-pi 12180  df-rest 13290  df-topgen 13309  df-psmet 14523  df-xmet 14524  df-met 14525  df-bl 14526  df-mopn 14527  df-top 14688  df-topon 14701  df-bases 14733  df-ntr 14786  df-cn 14878  df-cnp 14879  df-tx 14943  df-cncf 15261  df-limced 15346  df-dvap 15347

This theorem is referenced by:  ioocosf1o  15544