Theorem acosbnd 26747

Description: The arccosine function has range within a vertical strip of the complex plane with real part between 0 and π. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
acosbnd	⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arccos‘𝐴)) ∈ (0[,]π))

Proof of Theorem acosbnd

Step	Hyp	Ref	Expression
1		acosval 26730	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (arccos‘𝐴) = ((π / 2) − (arcsin‘𝐴)))
2	1	fveq2d 6895	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arccos‘𝐴)) = (ℜ‘((π / 2) − (arcsin‘𝐴))))
3		halfpire 26315	. . . . . 6 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ
4	3	recni 11235	. . . . 5 ⊢ (π / 2) ∈ ℂ
5		asincl 26720	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (arcsin‘𝐴) ∈ ℂ)
6		resub 15081	. . . . 5 ⊢ (((π / 2) ∈ ℂ ∧ (arcsin‘𝐴) ∈ ℂ) → (ℜ‘((π / 2) − (arcsin‘𝐴))) = ((ℜ‘(π / 2)) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))))
7	4, 5, 6	sylancr 586	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘((π / 2) − (arcsin‘𝐴))) = ((ℜ‘(π / 2)) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))))
8		rere 15076	. . . . . 6 ⊢ ((π / 2) ∈ ℝ → (ℜ‘(π / 2)) = (π / 2))
9	3, 8	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (ℜ‘(π / 2)) = (π / 2)
10	9	oveq1i 7422	. . . 4 ⊢ ((ℜ‘(π / 2)) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) = ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴)))
11	7, 10	eqtrdi 2787	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘((π / 2) − (arcsin‘𝐴))) = ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))))
12	2, 11	eqtrd 2771	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arccos‘𝐴)) = ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))))
13	5	recld 15148	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ ℝ)
14		resubcl 11531	. . . 4 ⊢ (((π / 2) ∈ ℝ ∧ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ ℝ) → ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ∈ ℝ)
15	3, 13, 14	sylancr 586	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ∈ ℝ)
16		asinbnd 26746	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ (-(π / 2)[,](π / 2)))
17		neghalfpire 26316	. . . . . . 7 ⊢ -(π / 2) ∈ ℝ
18	17, 3	elicc2i 13397	. . . . . 6 ⊢ ((ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ (-(π / 2)[,](π / 2)) ↔ ((ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ -(π / 2) ≤ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∧ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ≤ (π / 2)))
19	16, 18	sylib 217	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ ℝ ∧ -(π / 2) ≤ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∧ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ≤ (π / 2)))
20	19	simp3d 1143	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ≤ (π / 2))
21		subge0 11734	. . . . 5 ⊢ (((π / 2) ∈ ℝ ∧ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ∈ ℝ) → (0 ≤ ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ↔ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ≤ (π / 2)))
22	3, 13, 21	sylancr 586	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (0 ≤ ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ↔ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)) ≤ (π / 2)))
23	20, 22	mpbird 257	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → 0 ≤ ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))))
24	3	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (π / 2) ∈ ℝ)
25		pire 26309	. . . . 5 ⊢ π ∈ ℝ
26	25	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → π ∈ ℝ)
27	25	recni 11235	. . . . . 6 ⊢ π ∈ ℂ
28	17	recni 11235	. . . . . 6 ⊢ -(π / 2) ∈ ℂ
29	27, 4	negsubi 11545	. . . . . . 7 ⊢ (π + -(π / 2)) = (π − (π / 2))
30		pidiv2halves 26318	. . . . . . . 8 ⊢ ((π / 2) + (π / 2)) = π
31	27, 4, 4, 30	subaddrii 11556	. . . . . . 7 ⊢ (π − (π / 2)) = (π / 2)
32	29, 31	eqtri 2759	. . . . . 6 ⊢ (π + -(π / 2)) = (π / 2)
33	4, 27, 28, 32	subaddrii 11556	. . . . 5 ⊢ ((π / 2) − π) = -(π / 2)
34	19	simp2d 1142	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → -(π / 2) ≤ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)))
35	33, 34	eqbrtrid 5183	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((π / 2) − π) ≤ (ℜ‘(arcsin‘𝐴)))
36	24, 26, 13, 35	subled 11824	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ≤ π)
37		0re 11223	. . . 4 ⊢ 0 ∈ ℝ
38	37, 25	elicc2i 13397	. . 3 ⊢ (((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ∈ (0[,]π) ↔ (((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ∧ ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ≤ π))
39	15, 23, 36, 38	syl3anbrc 1342	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((π / 2) − (ℜ‘(arcsin‘𝐴))) ∈ (0[,]π))
40	12, 39	eqeltrd 2832	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (ℜ‘(arccos‘𝐴)) ∈ (0[,]π))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   class class class wbr 5148  ‘cfv 6543  (class class class)co 7412  ℂcc 11114  ℝcr 11115  0cc0 11116   + caddc 11119   ≤ cle 11256   − cmin 11451  -cneg 11452   / cdiv 11878  2c2 12274  [,]cicc 13334  ℜcre 15051  πcpi 16017  arcsincasin 26709  arccoscacos 26710

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-inf2 9642  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193  ax-pre-sup 11194  ax-addf 11195

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7674  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-supp 8152  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-2o 8473  df-er 8709  df-map 8828  df-pm 8829  df-ixp 8898  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-fsupp 9368  df-fi 9412  df-sup 9443  df-inf 9444  df-oi 9511  df-card 9940  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11879  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-4 12284  df-5 12285  df-6 12286  df-7 12287  df-8 12288  df-9 12289  df-n0 12480  df-z 12566  df-dec 12685  df-uz 12830  df-q 12940  df-rp 12982  df-xneg 13099  df-xadd 13100  df-xmul 13101  df-ioo 13335  df-ioc 13336  df-ico 13337  df-icc 13338  df-fz 13492  df-fzo 13635  df-fl 13764  df-mod 13842  df-seq 13974  df-exp 14035  df-fac 14241  df-bc 14270  df-hash 14298  df-shft 15021  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-limsup 15422  df-clim 15439  df-rlim 15440  df-sum 15640  df-ef 16018  df-sin 16020  df-cos 16021  df-pi 16023  df-struct 17087  df-sets 17104  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-ress 17181  df-plusg 17217  df-mulr 17218  df-starv 17219  df-sca 17220  df-vsca 17221  df-ip 17222  df-tset 17223  df-ple 17224  df-ds 17226  df-unif 17227  df-hom 17228  df-cco 17229  df-rest 17375  df-topn 17376  df-0g 17394  df-gsum 17395  df-topgen 17396  df-pt 17397  df-prds 17400  df-xrs 17455  df-qtop 17460  df-imas 17461  df-xps 17463  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18571  df-sgrp 18650  df-mnd 18666  df-submnd 18712  df-mulg 18994  df-cntz 19229  df-cmn 19698  df-psmet 21226  df-xmet 21227  df-met 21228  df-bl 21229  df-mopn 21230  df-fbas 21231  df-fg 21232  df-cnfld 21235  df-top 22717  df-topon 22734  df-topsp 22756  df-bases 22770  df-cld 22844  df-ntr 22845  df-cls 22846  df-nei 22923  df-lp 22961  df-perf 22962  df-cn 23052  df-cnp 23053  df-haus 23140  df-tx 23387  df-hmeo 23580  df-fil 23671  df-fm 23763  df-flim 23764  df-flf 23765  df-xms 24147  df-ms 24148  df-tms 24149  df-cncf 24719  df-limc 25716  df-dv 25717  df-log 26406  df-asin 26712  df-acos 26713

This theorem is referenced by: (None)