Theorem coskpi 16002

Description: The absolute value of the cosine of an integer multiple of π is 1. (Contributed by NM, 19-Aug-2008.)

Assertion

Ref	Expression
coskpi	⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (abs‘(cos‘(𝐾 · π))) = 1)

Proof of Theorem coskpi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zcn 9654	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℂ)
2		2cn 9378	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℂ
3		picn 15941	. . . . . . . . . . 11 ⊢ π ∈ ℂ
4		mul12 8457	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐾 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ π ∈ ℂ) → (𝐾 · (2 · π)) = (2 · (𝐾 · π)))
5	2, 3, 4	mp3an23 1370	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ ℂ → (𝐾 · (2 · π)) = (2 · (𝐾 · π)))
6	1, 5	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 · (2 · π)) = (2 · (𝐾 · π)))
7	6	fveq2d 5699	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (cos‘(𝐾 · (2 · π))) = (cos‘(2 · (𝐾 · π))))
8		cos2kpi 15966	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (cos‘(𝐾 · (2 · π))) = 1)
9		zre 9653	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → 𝐾 ∈ ℝ)
10		pire 15940	. . . . . . . . . . 11 ⊢ π ∈ ℝ
11		remulcl 8308	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐾 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ) → (𝐾 · π) ∈ ℝ)
12	9, 10, 11	sylancl 417	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 · π) ∈ ℝ)
13	12	recnd 8355	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (𝐾 · π) ∈ ℂ)
14		cos2t 12535	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐾 · π) ∈ ℂ → (cos‘(2 · (𝐾 · π))) = ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) − 1))
15	13, 14	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (cos‘(2 · (𝐾 · π))) = ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) − 1))
16	7, 8, 15	3eqtr3rd 2280	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) − 1) = 1)
17	12	recoscld 12509	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (cos‘(𝐾 · π)) ∈ ℝ)
18	17	recnd 8355	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (cos‘(𝐾 · π)) ∈ ℂ)
19	18	sqcld 11123	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((cos‘(𝐾 · π))↑2) ∈ ℂ)
20		mulcl 8307	. . . . . . . . 9 ⊢ ((2 ∈ ℂ ∧ ((cos‘(𝐾 · π))↑2) ∈ ℂ) → (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) ∈ ℂ)
21	2, 19, 20	sylancr 418	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) ∈ ℂ)
22		ax-1cn 8273	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℂ
23		subadd 8531	. . . . . . . . 9 ⊢ (((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) − 1) = 1 ↔ (1 + 1) = (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2))))
24	22, 22, 23	mp3an23 1370	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) ∈ ℂ → (((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) − 1) = 1 ↔ (1 + 1) = (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2))))
25	21, 24	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) − 1) = 1 ↔ (1 + 1) = (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2))))
26	16, 25	mpbid 147	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (1 + 1) = (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)))
27		2t1e2 9461	. . . . . . 7 ⊢ (2 · 1) = 2
28		df-2 9366	. . . . . . 7 ⊢ 2 = (1 + 1)
29	27, 28	eqtr2i 2260	. . . . . 6 ⊢ (1 + 1) = (2 · 1)
30	26, 29	eqtr3di 2286	. . . . 5 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) = (2 · 1))
31		2ap0 9400	. . . . . . . 8 ⊢ 2 # 0
32	2, 31	pm3.2i 272	. . . . . . 7 ⊢ (2 ∈ ℂ ∧ 2 # 0)
33		mulcanap 8996	. . . . . . 7 ⊢ ((((cos‘(𝐾 · π))↑2) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ (2 ∈ ℂ ∧ 2 # 0)) → ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) = (2 · 1) ↔ ((cos‘(𝐾 · π))↑2) = 1))
34	22, 32, 33	mp3an23 1370	. . . . . 6 ⊢ (((cos‘(𝐾 · π))↑2) ∈ ℂ → ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) = (2 · 1) ↔ ((cos‘(𝐾 · π))↑2) = 1))
35	19, 34	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((2 · ((cos‘(𝐾 · π))↑2)) = (2 · 1) ↔ ((cos‘(𝐾 · π))↑2) = 1))
36	30, 35	mpbid 147	. . . 4 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((cos‘(𝐾 · π))↑2) = 1)
37		sq1 11084	. . . 4 ⊢ (1↑2) = 1
38	36, 37	eqtr4di 2289	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → ((cos‘(𝐾 · π))↑2) = (1↑2))
39		1re 8326	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
40		sqabs 11864	. . . 4 ⊢ (((cos‘(𝐾 · π)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → (((cos‘(𝐾 · π))↑2) = (1↑2) ↔ (abs‘(cos‘(𝐾 · π))) = (abs‘1)))
41	17, 39, 40	sylancl 417	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (((cos‘(𝐾 · π))↑2) = (1↑2) ↔ (abs‘(cos‘(𝐾 · π))) = (abs‘1)))
42	38, 41	mpbid 147	. 2 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (abs‘(cos‘(𝐾 · π))) = (abs‘1))
43		abs1 11853	. 2 ⊢ (abs‘1) = 1
44	42, 43	eqtrdi 2287	1 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → (abs‘(cos‘(𝐾 · π))) = 1)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1402   ∈ wcel 2209   class class class wbr 4130  ‘cfv 5377  (class class class)co 6085  ℂcc 8178  ℝcr 8179  0cc0 8180  1c1 8181   + caddc 8183   · cmul 8185   − cmin 8499   # cap 8912  2c2 9358  ℤcz 9649  ↑cexp 10989  abscabs 11778  cosccos 12430  πcpi 12432

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-mulrcl 8279  ax-addcom 8280  ax-mulcom 8281  ax-addass 8282  ax-mulass 8283  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-1rid 8287  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-precex 8290  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296  ax-pre-mulgt0 8297  ax-pre-mulext 8298  ax-arch 8299  ax-caucvg 8300  ax-pre-suploc 8301  ax-addf 8302  ax-mulf 8303

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-disj 4107  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-of 6302  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-oadd 6691  df-er 6807  df-map 6924  df-pm 6925  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-sup 7325  df-inf 7326  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-reap 8906  df-ap 8913  df-div 9006  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-5 9369  df-6 9370  df-7 9371  df-8 9372  df-9 9373  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-q 10030  df-rp 10066  df-xneg 10185  df-xadd 10186  df-ioo 10305  df-ioc 10306  df-ico 10307  df-icc 10308  df-fz 10423  df-fzo 10561  df-seqfrec 10899  df-exp 10990  df-fac 11179  df-bc 11201  df-ihash 11230  df-shft 11595  df-cj 11622  df-re 11623  df-im 11624  df-rsqrt 11779  df-abs 11780  df-clim 12063  df-sumdc 12138  df-ef 12433  df-sin 12435  df-cos 12436  df-pi 12438  df-rest 13646  df-topgen 13665  df-psmet 14931  df-xmet 14932  df-met 14933  df-bl 14934  df-mopn 14935  df-top 15151  df-topon 15164  df-bases 15196  df-ntr 15249  df-cn 15341  df-cnp 15342  df-tx 15406  df-cncf 15724  df-limced 15809  df-dvap 15810

This theorem is used by: (None)