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Theorem sincosq4sgn 13801
Description: The signs of the sine and cosine functions in the fourth quadrant. (Contributed by Paul Chapman, 24-Jan-2008.)
Assertion
Ref Expression
sincosq4sgn (𝐴 ∈ ((3 · (π / 2))(,)(2 · π)) → ((sin‘𝐴) < 0 ∧ 0 < (cos‘𝐴)))

Proof of Theorem sincosq4sgn
StepHypRef Expression
1 3re 8964 . . . . 5 3 ∈ ℝ
2 halfpire 13764 . . . . 5 (π / 2) ∈ ℝ
31, 2remulcli 7946 . . . 4 (3 · (π / 2)) ∈ ℝ
43rexri 7989 . . 3 (3 · (π / 2)) ∈ ℝ*
5 2re 8960 . . . . 5 2 ∈ ℝ
6 pire 13758 . . . . 5 π ∈ ℝ
75, 6remulcli 7946 . . . 4 (2 · π) ∈ ℝ
87rexri 7989 . . 3 (2 · π) ∈ ℝ*
9 elioo2 9890 . . 3 (((3 · (π / 2)) ∈ ℝ* ∧ (2 · π) ∈ ℝ*) → (𝐴 ∈ ((3 · (π / 2))(,)(2 · π)) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ (3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π))))
104, 8, 9mp2an 426 . 2 (𝐴 ∈ ((3 · (π / 2))(,)(2 · π)) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ (3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)))
11 df-3 8950 . . . . . . . . . . . 12 3 = (2 + 1)
1211oveq1i 5875 . . . . . . . . . . 11 (3 · (π / 2)) = ((2 + 1) · (π / 2))
13 2cn 8961 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℂ
14 ax-1cn 7879 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℂ
152recni 7944 . . . . . . . . . . . 12 (π / 2) ∈ ℂ
1613, 14, 15adddiri 7943 . . . . . . . . . . 11 ((2 + 1) · (π / 2)) = ((2 · (π / 2)) + (1 · (π / 2)))
176recni 7944 . . . . . . . . . . . . 13 π ∈ ℂ
18 2ap0 8983 . . . . . . . . . . . . 13 2 # 0
1917, 13, 18divcanap2i 8684 . . . . . . . . . . . 12 (2 · (π / 2)) = π
2015mulid2i 7935 . . . . . . . . . . . 12 (1 · (π / 2)) = (π / 2)
2119, 20oveq12i 5877 . . . . . . . . . . 11 ((2 · (π / 2)) + (1 · (π / 2))) = (π + (π / 2))
2212, 16, 213eqtrri 2201 . . . . . . . . . 10 (π + (π / 2)) = (3 · (π / 2))
2322breq1i 4005 . . . . . . . . 9 ((π + (π / 2)) < 𝐴 ↔ (3 · (π / 2)) < 𝐴)
24 ltaddsub 8367 . . . . . . . . . 10 ((π ∈ ℝ ∧ (π / 2) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((π + (π / 2)) < 𝐴 ↔ π < (𝐴 − (π / 2))))
256, 2, 24mp3an12 1327 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → ((π + (π / 2)) < 𝐴 ↔ π < (𝐴 − (π / 2))))
2623, 25bitr3id 194 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → ((3 · (π / 2)) < 𝐴 ↔ π < (𝐴 − (π / 2))))
27 ltsubadd 8363 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (π / 2) ∈ ℝ ∧ (3 · (π / 2)) ∈ ℝ) → ((𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2)) ↔ 𝐴 < ((3 · (π / 2)) + (π / 2))))
282, 3, 27mp3an23 1329 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → ((𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2)) ↔ 𝐴 < ((3 · (π / 2)) + (π / 2))))
29 df-4 8951 . . . . . . . . . . . . 13 4 = (3 + 1)
3029oveq1i 5875 . . . . . . . . . . . 12 (4 · (π / 2)) = ((3 + 1) · (π / 2))
311recni 7944 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℂ
3231, 14, 15adddiri 7943 . . . . . . . . . . . 12 ((3 + 1) · (π / 2)) = ((3 · (π / 2)) + (1 · (π / 2)))
3320oveq2i 5876 . . . . . . . . . . . 12 ((3 · (π / 2)) + (1 · (π / 2))) = ((3 · (π / 2)) + (π / 2))
3430, 32, 333eqtrri 2201 . . . . . . . . . . 11 ((3 · (π / 2)) + (π / 2)) = (4 · (π / 2))
35 4cn 8968 . . . . . . . . . . . . 13 4 ∈ ℂ
3613, 18pm3.2i 272 . . . . . . . . . . . . 13 (2 ∈ ℂ ∧ 2 # 0)
37 div12ap 8623 . . . . . . . . . . . . 13 ((4 ∈ ℂ ∧ π ∈ ℂ ∧ (2 ∈ ℂ ∧ 2 # 0)) → (4 · (π / 2)) = (π · (4 / 2)))
3835, 17, 36, 37mp3an 1337 . . . . . . . . . . . 12 (4 · (π / 2)) = (π · (4 / 2))
39 4d2e2 9050 . . . . . . . . . . . . . 14 (4 / 2) = 2
4039oveq2i 5876 . . . . . . . . . . . . 13 (π · (4 / 2)) = (π · 2)
4117, 13mulcomi 7938 . . . . . . . . . . . . 13 (π · 2) = (2 · π)
4240, 41eqtri 2196 . . . . . . . . . . . 12 (π · (4 / 2)) = (2 · π)
4338, 42eqtri 2196 . . . . . . . . . . 11 (4 · (π / 2)) = (2 · π)
4434, 43eqtri 2196 . . . . . . . . . 10 ((3 · (π / 2)) + (π / 2)) = (2 · π)
4544breq2i 4006 . . . . . . . . 9 (𝐴 < ((3 · (π / 2)) + (π / 2)) ↔ 𝐴 < (2 · π))
4628, 45bitr2di 197 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 < (2 · π) ↔ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2))))
4726, 46anbi12d 473 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (((3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)) ↔ (π < (𝐴 − (π / 2)) ∧ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2)))))
48 resubcl 8195 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (π / 2) ∈ ℝ) → (𝐴 − (π / 2)) ∈ ℝ)
492, 48mpan2 425 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 − (π / 2)) ∈ ℝ)
506rexri 7989 . . . . . . . . . . 11 π ∈ ℝ*
51 elioo2 9890 . . . . . . . . . . 11 ((π ∈ ℝ* ∧ (3 · (π / 2)) ∈ ℝ*) → ((𝐴 − (π / 2)) ∈ (π(,)(3 · (π / 2))) ↔ ((𝐴 − (π / 2)) ∈ ℝ ∧ π < (𝐴 − (π / 2)) ∧ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2)))))
5250, 4, 51mp2an 426 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 − (π / 2)) ∈ (π(,)(3 · (π / 2))) ↔ ((𝐴 − (π / 2)) ∈ ℝ ∧ π < (𝐴 − (π / 2)) ∧ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2))))
53 sincosq3sgn 13800 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 − (π / 2)) ∈ (π(,)(3 · (π / 2))) → ((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0))
5452, 53sylbir 135 . . . . . . . . 9 (((𝐴 − (π / 2)) ∈ ℝ ∧ π < (𝐴 − (π / 2)) ∧ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2))) → ((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0))
5549, 54syl3an1 1271 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ π < (𝐴 − (π / 2)) ∧ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2))) → ((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0))
56553expib 1206 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → ((π < (𝐴 − (π / 2)) ∧ (𝐴 − (π / 2)) < (3 · (π / 2))) → ((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0)))
5747, 56sylbid 150 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (((3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)) → ((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0)))
5849resincld 11697 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (sin‘(𝐴 − (π / 2))) ∈ ℝ)
5958lt0neg1d 8446 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → ((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ↔ 0 < -(sin‘(𝐴 − (π / 2)))))
6059anbi1d 465 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (((sin‘(𝐴 − (π / 2))) < 0 ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0) ↔ (0 < -(sin‘(𝐴 − (π / 2))) ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0)))
6157, 60sylibd 149 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → (((3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)) → (0 < -(sin‘(𝐴 − (π / 2))) ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0)))
62 recn 7919 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
63 pncan3 8139 . . . . . . . . . 10 (((π / 2) ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((π / 2) + (𝐴 − (π / 2))) = 𝐴)
6415, 62, 63sylancr 414 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → ((π / 2) + (𝐴 − (π / 2))) = 𝐴)
6564fveq2d 5511 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘((π / 2) + (𝐴 − (π / 2)))) = (cos‘𝐴))
6649recnd 7960 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ → (𝐴 − (π / 2)) ∈ ℂ)
67 coshalfpip 13794 . . . . . . . . 9 ((𝐴 − (π / 2)) ∈ ℂ → (cos‘((π / 2) + (𝐴 − (π / 2)))) = -(sin‘(𝐴 − (π / 2))))
6866, 67syl 14 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘((π / 2) + (𝐴 − (π / 2)))) = -(sin‘(𝐴 − (π / 2))))
6965, 68eqtr3d 2210 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘𝐴) = -(sin‘(𝐴 − (π / 2))))
7069breq2d 4010 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (0 < (cos‘𝐴) ↔ 0 < -(sin‘(𝐴 − (π / 2)))))
7164fveq2d 5511 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (sin‘((π / 2) + (𝐴 − (π / 2)))) = (sin‘𝐴))
72 sinhalfpip 13792 . . . . . . . . 9 ((𝐴 − (π / 2)) ∈ ℂ → (sin‘((π / 2) + (𝐴 − (π / 2)))) = (cos‘(𝐴 − (π / 2))))
7366, 72syl 14 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (sin‘((π / 2) + (𝐴 − (π / 2)))) = (cos‘(𝐴 − (π / 2))))
7471, 73eqtr3d 2210 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (sin‘𝐴) = (cos‘(𝐴 − (π / 2))))
7574breq1d 4008 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → ((sin‘𝐴) < 0 ↔ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0))
7670, 75anbi12d 473 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → ((0 < (cos‘𝐴) ∧ (sin‘𝐴) < 0) ↔ (0 < -(sin‘(𝐴 − (π / 2))) ∧ (cos‘(𝐴 − (π / 2))) < 0)))
7761, 76sylibrd 169 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → (((3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)) → (0 < (cos‘𝐴) ∧ (sin‘𝐴) < 0)))
78773impib 1201 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)) → (0 < (cos‘𝐴) ∧ (sin‘𝐴) < 0))
7978ancomd 267 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (3 · (π / 2)) < 𝐴𝐴 < (2 · π)) → ((sin‘𝐴) < 0 ∧ 0 < (cos‘𝐴)))
8010, 79sylbi 121 1 (𝐴 ∈ ((3 · (π / 2))(,)(2 · π)) → ((sin‘𝐴) < 0 ∧ 0 < (cos‘𝐴)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 978   = wceq 1353  wcel 2146   class class class wbr 3998  cfv 5208  (class class class)co 5865  cc 7784  cr 7785  0cc0 7786  1c1 7787   + caddc 7789   · cmul 7791  *cxr 7965   < clt 7966  cmin 8102  -cneg 8103   # cap 8512   / cdiv 8601  2c2 8941  3c3 8942  4c4 8943  (,)cioo 9857  sincsin 11618  cosccos 11619  πcpi 11621
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 1445  ax-7 1446  ax-gen 1447  ax-ie1 1491  ax-ie2 1492  ax-8 1502  ax-10 1503  ax-11 1504  ax-i12 1505  ax-bndl 1507  ax-4 1508  ax-17 1524  ax-i9 1528  ax-ial 1532  ax-i5r 1533  ax-13 2148  ax-14 2149  ax-ext 2157  ax-coll 4113  ax-sep 4116  ax-nul 4124  ax-pow 4169  ax-pr 4203  ax-un 4427  ax-setind 4530  ax-iinf 4581  ax-cnex 7877  ax-resscn 7878  ax-1cn 7879  ax-1re 7880  ax-icn 7881  ax-addcl 7882  ax-addrcl 7883  ax-mulcl 7884  ax-mulrcl 7885  ax-addcom 7886  ax-mulcom 7887  ax-addass 7888  ax-mulass 7889  ax-distr 7890  ax-i2m1 7891  ax-0lt1 7892  ax-1rid 7893  ax-0id 7894  ax-rnegex 7895  ax-precex 7896  ax-cnre 7897  ax-pre-ltirr 7898  ax-pre-ltwlin 7899  ax-pre-lttrn 7900  ax-pre-apti 7901  ax-pre-ltadd 7902  ax-pre-mulgt0 7903  ax-pre-mulext 7904  ax-arch 7905  ax-caucvg 7906  ax-pre-suploc 7907  ax-addf 7908  ax-mulf 7909
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 1459  df-sb 1761  df-eu 2027  df-mo 2028  df-clab 2162  df-cleq 2168  df-clel 2171  df-nfc 2306  df-ne 2346  df-nel 2441  df-ral 2458  df-rex 2459  df-reu 2460  df-rmo 2461  df-rab 2462  df-v 2737  df-sbc 2961  df-csb 3056  df-dif 3129  df-un 3131  df-in 3133  df-ss 3140  df-nul 3421  df-if 3533  df-pw 3574  df-sn 3595  df-pr 3596  df-op 3598  df-uni 3806  df-int 3841  df-iun 3884  df-disj 3976  df-br 3999  df-opab 4060  df-mpt 4061  df-tr 4097  df-id 4287  df-po 4290  df-iso 4291  df-iord 4360  df-on 4362  df-ilim 4363  df-suc 4365  df-iom 4584  df-xp 4626  df-rel 4627  df-cnv 4628  df-co 4629  df-dm 4630  df-rn 4631  df-res 4632  df-ima 4633  df-iota 5170  df-fun 5210  df-fn 5211  df-f 5212  df-f1 5213  df-fo 5214  df-f1o 5215  df-fv 5216  df-isom 5217  df-riota 5821  df-ov 5868  df-oprab 5869  df-mpo 5870  df-of 6073  df-1st 6131  df-2nd 6132  df-recs 6296  df-irdg 6361  df-frec 6382  df-1o 6407  df-oadd 6411  df-er 6525  df-map 6640  df-pm 6641  df-en 6731  df-dom 6732  df-fin 6733  df-sup 6973  df-inf 6974  df-pnf 7968  df-mnf 7969  df-xr 7970  df-ltxr 7971  df-le 7972  df-sub 8104  df-neg 8105  df-reap 8506  df-ap 8513  df-div 8602  df-inn 8891  df-2 8949  df-3 8950  df-4 8951  df-5 8952  df-6 8953  df-7 8954  df-8 8955  df-9 8956  df-n0 9148  df-z 9225  df-uz 9500  df-q 9591  df-rp 9623  df-xneg 9741  df-xadd 9742  df-ioo 9861  df-ioc 9862  df-ico 9863  df-icc 9864  df-fz 9978  df-fzo 10111  df-seqfrec 10414  df-exp 10488  df-fac 10672  df-bc 10694  df-ihash 10722  df-shft 10790  df-cj 10817  df-re 10818  df-im 10819  df-rsqrt 10973  df-abs 10974  df-clim 11253  df-sumdc 11328  df-ef 11622  df-sin 11624  df-cos 11625  df-pi 11627  df-rest 12610  df-topgen 12629  df-psmet 13038  df-xmet 13039  df-met 13040  df-bl 13041  df-mopn 13042  df-top 13047  df-topon 13060  df-bases 13092  df-ntr 13147  df-cn 13239  df-cnp 13240  df-tx 13304  df-cncf 13609  df-limced 13676  df-dvap 13677
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