ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  cosordlem GIF version

Theorem cosordlem 14355
Description: Cosine is decreasing over the closed interval from 0 to Ο€. (Contributed by Mario Carneiro, 10-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
cosord.1 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ (0[,]Ο€))
cosord.2 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ (0[,]Ο€))
cosord.3 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 𝐡)
Assertion
Ref Expression
cosordlem (πœ‘ β†’ (cosβ€˜π΅) < (cosβ€˜π΄))

Proof of Theorem cosordlem
StepHypRef Expression
1 cosord.2 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ (0[,]Ο€))
2 0re 7959 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
3 pire 14292 . . . . . . . 8 Ο€ ∈ ℝ
42, 3elicc2i 9941 . . . . . . 7 (𝐡 ∈ (0[,]Ο€) ↔ (𝐡 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐡 ∧ 𝐡 ≀ Ο€))
51, 4sylib 122 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐡 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐡 ∧ 𝐡 ≀ Ο€))
65simp1d 1009 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
76recnd 7988 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ β„‚)
8 cosord.1 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ (0[,]Ο€))
92, 3elicc2i 9941 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (0[,]Ο€) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴 ∧ 𝐴 ≀ Ο€))
108, 9sylib 122 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≀ 𝐴 ∧ 𝐴 ≀ Ο€))
1110simp1d 1009 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ)
1211recnd 7988 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
13 subcos 11757 . . . 4 ((𝐡 ∈ β„‚ ∧ 𝐴 ∈ β„‚) β†’ ((cosβ€˜π΄) βˆ’ (cosβ€˜π΅)) = (2 Β· ((sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) Β· (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)))))
147, 12, 13syl2anc 411 . . 3 (πœ‘ β†’ ((cosβ€˜π΄) βˆ’ (cosβ€˜π΅)) = (2 Β· ((sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) Β· (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)))))
15 2rp 9660 . . . 4 2 ∈ ℝ+
166, 11readdcld 7989 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐡 + 𝐴) ∈ ℝ)
1716rehalfcld 9167 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ)
1817resincld 11733 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) ∈ ℝ)
192a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 0 ∈ ℝ)
2010simp2d 1010 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 0 ≀ 𝐴)
21 cosord.3 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 𝐡)
2219, 11, 6, 20, 21lelttrd 8084 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 0 < 𝐡)
236, 11, 22, 20addgtge0d 8479 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 0 < (𝐡 + 𝐴))
24 2re 8991 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
25 2pos 9012 . . . . . . . . . 10 0 < 2
26 divgt0 8831 . . . . . . . . . 10 ((((𝐡 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐡 + 𝐴)) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) β†’ 0 < ((𝐡 + 𝐴) / 2))
2724, 25, 26mpanr12 439 . . . . . . . . 9 (((𝐡 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐡 + 𝐴)) β†’ 0 < ((𝐡 + 𝐴) / 2))
2816, 23, 27syl2anc 411 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 0 < ((𝐡 + 𝐴) / 2))
293a1i 9 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ Ο€ ∈ ℝ)
3011, 6, 6, 21ltadd2dd 8381 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝐡 + 𝐴) < (𝐡 + 𝐡))
3172timesd 9163 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (2 Β· 𝐡) = (𝐡 + 𝐡))
3230, 31breqtrrd 4033 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝐡 + 𝐴) < (2 Β· 𝐡))
3324a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 2 ∈ ℝ)
3425a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 0 < 2)
35 ltdivmul 8835 . . . . . . . . . . 11 (((𝐡 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐡 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) β†’ (((𝐡 + 𝐴) / 2) < 𝐡 ↔ (𝐡 + 𝐴) < (2 Β· 𝐡)))
3616, 6, 33, 34, 35syl112anc 1242 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (((𝐡 + 𝐴) / 2) < 𝐡 ↔ (𝐡 + 𝐴) < (2 Β· 𝐡)))
3732, 36mpbird 167 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝐡 + 𝐴) / 2) < 𝐡)
385simp3d 1011 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐡 ≀ Ο€)
3917, 6, 29, 37, 38ltletrd 8382 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((𝐡 + 𝐴) / 2) < Ο€)
40 0xr 8006 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ*
413rexri 8017 . . . . . . . . 9 Ο€ ∈ ℝ*
42 elioo2 9923 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ Ο€ ∈ ℝ*) β†’ (((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€) ↔ (((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐡 + 𝐴) / 2) ∧ ((𝐡 + 𝐴) / 2) < Ο€)))
4340, 41, 42mp2an 426 . . . . . . . 8 (((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€) ↔ (((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐡 + 𝐴) / 2) ∧ ((𝐡 + 𝐴) / 2) < Ο€))
4417, 28, 39, 43syl3anbrc 1181 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€))
45 sinq12gt0 14336 . . . . . . 7 (((𝐡 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€) β†’ 0 < (sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)))
4644, 45syl 14 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 0 < (sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)))
4718, 46elrpd 9695 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) ∈ ℝ+)
486, 11resubcld 8340 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐡 βˆ’ 𝐴) ∈ ℝ)
4948rehalfcld 9167 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ ℝ)
5049resincld 11733 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)) ∈ ℝ)
5111, 6posdifd 8491 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝐴 < 𝐡 ↔ 0 < (𝐡 βˆ’ 𝐴)))
5221, 51mpbid 147 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 0 < (𝐡 βˆ’ 𝐴))
53 divgt0 8831 . . . . . . . . . 10 ((((𝐡 βˆ’ 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐡 βˆ’ 𝐴)) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) β†’ 0 < ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2))
5424, 25, 53mpanr12 439 . . . . . . . . 9 (((𝐡 βˆ’ 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐡 βˆ’ 𝐴)) β†’ 0 < ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2))
5548, 52, 54syl2anc 411 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 0 < ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2))
56 rehalfcl 9148 . . . . . . . . . 10 (Ο€ ∈ ℝ β†’ (Ο€ / 2) ∈ ℝ)
573, 56mp1i 10 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (Ο€ / 2) ∈ ℝ)
586, 11subge02d 8496 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ (0 ≀ 𝐴 ↔ (𝐡 βˆ’ 𝐴) ≀ 𝐡))
5920, 58mpbid 147 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (𝐡 βˆ’ 𝐴) ≀ 𝐡)
6048, 6, 29, 59, 38letrd 8083 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (𝐡 βˆ’ 𝐴) ≀ Ο€)
61 lediv1 8828 . . . . . . . . . . 11 (((𝐡 βˆ’ 𝐴) ∈ ℝ ∧ Ο€ ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) β†’ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) ≀ Ο€ ↔ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ≀ (Ο€ / 2)))
6248, 29, 33, 34, 61syl112anc 1242 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) ≀ Ο€ ↔ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ≀ (Ο€ / 2)))
6360, 62mpbid 147 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ≀ (Ο€ / 2))
64 pirp 14295 . . . . . . . . . 10 Ο€ ∈ ℝ+
65 rphalflt 9685 . . . . . . . . . 10 (Ο€ ∈ ℝ+ β†’ (Ο€ / 2) < Ο€)
6664, 65mp1i 10 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (Ο€ / 2) < Ο€)
6749, 57, 29, 63, 66lelttrd 8084 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) < Ο€)
68 elioo2 9923 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ Ο€ ∈ ℝ*) β†’ (((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€) ↔ (((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∧ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) < Ο€)))
6940, 41, 68mp2an 426 . . . . . . . 8 (((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€) ↔ (((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∧ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) < Ο€))
7049, 55, 67, 69syl3anbrc 1181 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€))
71 sinq12gt0 14336 . . . . . . 7 (((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2) ∈ (0(,)Ο€) β†’ 0 < (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)))
7270, 71syl 14 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 0 < (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)))
7350, 72elrpd 9695 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)) ∈ ℝ+)
7447, 73rpmulcld 9715 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) Β· (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2))) ∈ ℝ+)
75 rpmulcl 9680 . . . 4 ((2 ∈ ℝ+ ∧ ((sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) Β· (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2))) ∈ ℝ+) β†’ (2 Β· ((sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) Β· (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)))) ∈ ℝ+)
7615, 74, 75sylancr 414 . . 3 (πœ‘ β†’ (2 Β· ((sinβ€˜((𝐡 + 𝐴) / 2)) Β· (sinβ€˜((𝐡 βˆ’ 𝐴) / 2)))) ∈ ℝ+)
7714, 76eqeltrd 2254 . 2 (πœ‘ β†’ ((cosβ€˜π΄) βˆ’ (cosβ€˜π΅)) ∈ ℝ+)
786recoscld 11734 . . 3 (πœ‘ β†’ (cosβ€˜π΅) ∈ ℝ)
7911recoscld 11734 . . 3 (πœ‘ β†’ (cosβ€˜π΄) ∈ ℝ)
80 difrp 9694 . . 3 (((cosβ€˜π΅) ∈ ℝ ∧ (cosβ€˜π΄) ∈ ℝ) β†’ ((cosβ€˜π΅) < (cosβ€˜π΄) ↔ ((cosβ€˜π΄) βˆ’ (cosβ€˜π΅)) ∈ ℝ+))
8178, 79, 80syl2anc 411 . 2 (πœ‘ β†’ ((cosβ€˜π΅) < (cosβ€˜π΄) ↔ ((cosβ€˜π΄) βˆ’ (cosβ€˜π΅)) ∈ ℝ+))
8277, 81mpbird 167 1 (πœ‘ β†’ (cosβ€˜π΅) < (cosβ€˜π΄))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 978   = wceq 1353   ∈ wcel 2148   class class class wbr 4005  β€˜cfv 5218  (class class class)co 5877  β„‚cc 7811  β„cr 7812  0cc0 7813   + caddc 7816   Β· cmul 7818  β„*cxr 7993   < clt 7994   ≀ cle 7995   βˆ’ cmin 8130   / cdiv 8631  2c2 8972  β„+crp 9655  (,)cioo 9890  [,]cicc 9893  sincsin 11654  cosccos 11655  Ο€cpi 11657
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-mulrcl 7912  ax-addcom 7913  ax-mulcom 7914  ax-addass 7915  ax-mulass 7916  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-1rid 7920  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-precex 7923  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929  ax-pre-mulgt0 7930  ax-pre-mulext 7931  ax-arch 7932  ax-caucvg 7933  ax-pre-suploc 7934  ax-addf 7935  ax-mulf 7936
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-disj 3983  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-of 6085  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-irdg 6373  df-frec 6394  df-1o 6419  df-oadd 6423  df-er 6537  df-map 6652  df-pm 6653  df-en 6743  df-dom 6744  df-fin 6745  df-sup 6985  df-inf 6986  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-reap 8534  df-ap 8541  df-div 8632  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-4 8982  df-5 8983  df-6 8984  df-7 8985  df-8 8986  df-9 8987  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-q 9622  df-rp 9656  df-xneg 9774  df-xadd 9775  df-ioo 9894  df-ioc 9895  df-ico 9896  df-icc 9897  df-fz 10011  df-fzo 10145  df-seqfrec 10448  df-exp 10522  df-fac 10708  df-bc 10730  df-ihash 10758  df-shft 10826  df-cj 10853  df-re 10854  df-im 10855  df-rsqrt 11009  df-abs 11010  df-clim 11289  df-sumdc 11364  df-ef 11658  df-sin 11660  df-cos 11661  df-pi 11663  df-rest 12695  df-topgen 12714  df-psmet 13532  df-xmet 13533  df-met 13534  df-bl 13535  df-mopn 13536  df-top 13583  df-topon 13596  df-bases 13628  df-ntr 13681  df-cn 13773  df-cnp 13774  df-tx 13838  df-cncf 14143  df-limced 14210  df-dvap 14211
This theorem is referenced by:  cosq34lt1  14356  cos02pilt1  14357  cos0pilt1  14358  cos11  14359  ioocosf1o  14360
  Copyright terms: Public domain W3C validator