Theorem atan1 27144

Description: The arctangent of 1 is π / 4. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
atan1	⊢ (arctan‘1) = (π / 4)

Proof of Theorem atan1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		tan4thpi 26730	. . 3 ⊢ (tan‘(π / 4)) = 1
2	1	fveq2i 6888	. 2 ⊢ (arctan‘(tan‘(π / 4))) = (arctan‘1)
3		pire 26670	. . . . 5 ⊢ π ∈ ℝ
4		4nn 12339	. . . . 5 ⊢ 4 ∈ ℕ
5		nndivre 12292	. . . . 5 ⊢ ((π ∈ ℝ ∧ 4 ∈ ℕ) → (π / 4) ∈ ℝ)
6	3, 4, 5	mp2an 705	. . . 4 ⊢ (π / 4) ∈ ℝ
7	6	recni 11238	. . 3 ⊢ (π / 4) ∈ ℂ
8		rere 15197	. . . . 5 ⊢ ((π / 4) ∈ ℝ → (ℜ‘(π / 4)) = (π / 4))
9	6, 8	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (ℜ‘(π / 4)) = (π / 4)
10		pirp 26677	. . . . . . . . 9 ⊢ π ∈ ℝ+
11		rphalfcl 13061	. . . . . . . . 9 ⊢ (π ∈ ℝ+ → (π / 2) ∈ ℝ+)
12	10, 11	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ+
13		rpgt0 13045	. . . . . . . 8 ⊢ ((π / 2) ∈ ℝ+ → 0 < (π / 2))
14	12, 13	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ 0 < (π / 2)
15		halfpire 26680	. . . . . . . 8 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ
16		lt0neg2 11736	. . . . . . . 8 ⊢ ((π / 2) ∈ ℝ → (0 < (π / 2) ↔ -(π / 2) < 0))
17	15, 16	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (0 < (π / 2) ↔ -(π / 2) < 0)
18	14, 17	mpbi 233	. . . . . 6 ⊢ -(π / 2) < 0
19		nnrp 13044	. . . . . . . . 9 ⊢ (4 ∈ ℕ → 4 ∈ ℝ+)
20	4, 19	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ 4 ∈ ℝ+
21		rpdivcl 13059	. . . . . . . 8 ⊢ ((π ∈ ℝ+ ∧ 4 ∈ ℝ+) → (π / 4) ∈ ℝ+)
22	10, 20, 21	mp2an 705	. . . . . . 7 ⊢ (π / 4) ∈ ℝ+
23		rpgt0 13045	. . . . . . 7 ⊢ ((π / 4) ∈ ℝ+ → 0 < (π / 4))
24	22, 23	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ 0 < (π / 4)
25		neghalfpire 26681	. . . . . . 7 ⊢ -(π / 2) ∈ ℝ
26		0re 11225	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
27	25, 26, 6	lttri 11351	. . . . . 6 ⊢ ((-(π / 2) < 0 ∧ 0 < (π / 4)) → -(π / 2) < (π / 4))
28	18, 24, 27	mp2an 705	. . . . 5 ⊢ -(π / 2) < (π / 4)
29	3	recni 11238	. . . . . . . 8 ⊢ π ∈ ℂ
30		2cnne0 12468	. . . . . . . 8 ⊢ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0)
31		divdiv1 11941	. . . . . . . 8 ⊢ ((π ∈ ℂ ∧ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0) ∧ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0)) → ((π / 2) / 2) = (π / (2 · 2)))
32	29, 30, 30, 31	mp3an 1490	. . . . . . 7 ⊢ ((π / 2) / 2) = (π / (2 · 2))
33		2t2e4 12419	. . . . . . . 8 ⊢ (2 · 2) = 4
34	33	oveq2i 7430	. . . . . . 7 ⊢ (π / (2 · 2)) = (π / 4)
35	32, 34	eqtri 2788	. . . . . 6 ⊢ ((π / 2) / 2) = (π / 4)
36		rphalflt 13063	. . . . . . 7 ⊢ ((π / 2) ∈ ℝ+ → ((π / 2) / 2) < (π / 2))
37	12, 36	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ ((π / 2) / 2) < (π / 2)
38	35, 37	eqbrtrri 5136	. . . . 5 ⊢ (π / 4) < (π / 2)
39	25	rexri 11282	. . . . . 6 ⊢ -(π / 2) ∈ ℝ*
40	15	rexri 11282	. . . . . 6 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ*
41		elioo2 13429	. . . . . 6 ⊢ ((-(π / 2) ∈ ℝ* ∧ (π / 2) ∈ ℝ*) → ((π / 4) ∈ (-(π / 2)(,)(π / 2)) ↔ ((π / 4) ∈ ℝ ∧ -(π / 2) < (π / 4) ∧ (π / 4) < (π / 2))))
42	39, 40, 41	mp2an 705	. . . . 5 ⊢ ((π / 4) ∈ (-(π / 2)(,)(π / 2)) ↔ ((π / 4) ∈ ℝ ∧ -(π / 2) < (π / 4) ∧ (π / 4) < (π / 2)))
43	6, 28, 38, 42	mpbir3an 1360	. . . 4 ⊢ (π / 4) ∈ (-(π / 2)(,)(π / 2))
44	9, 43	eqeltri 2861	. . 3 ⊢ (ℜ‘(π / 4)) ∈ (-(π / 2)(,)(π / 2))
45		atantan 27139	. . 3 ⊢ (((π / 4) ∈ ℂ ∧ (ℜ‘(π / 4)) ∈ (-(π / 2)(,)(π / 2))) → (arctan‘(tan‘(π / 4))) = (π / 4))
46	7, 44, 45	mp2an 705	. 2 ⊢ (arctan‘(tan‘(π / 4))) = (π / 4)
47	2, 46	eqtr3i 2790	1 ⊢ (arctan‘1) = (π / 4)

This proof depends on syntax axioms:   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960   class class class wbr 5111  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  ℂcc 11113  ℝcr 11114  0cc0 11115  1c1 11116   · cmul 11120  ℝ^*cxr 11257   < clt 11258  -cneg 11457   / cdiv 11886  ℕcn 12248  2c2 12310  4c4 12312  ℝ⁺crp 13032  (,)cioo 13388  ℜcre 15172  tanctan 16141  πcpi 16142  arctancatan 27080

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-inf2 9617  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192  ax-pre-sup 11193  ax-addf 11194

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-fi 9378  df-sup 9409  df-inf 9410  df-oi 9479  df-card 9941  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-div 11887  df-nn 12249  df-2 12318  df-3 12319  df-4 12320  df-5 12321  df-6 12322  df-7 12323  df-8 12324  df-9 12325  df-n0 12520  df-z 12607  df-dec 12728  df-uz 12879  df-q 12989  df-rp 13033  df-xneg 13153  df-xadd 13154  df-xmul 13155  df-ioo 13392  df-ioc 13393  df-ico 13394  df-icc 13395  df-fz 13552  df-fzo 13700  df-fl 13843  df-mod 13921  df-seq 14056  df-exp 14116  df-fac 14328  df-bc 14357  df-hash 14385  df-shft 15128  df-cj 15174  df-re 15175  df-im 15176  df-sqrt 15310  df-abs 15311  df-limsup 15546  df-clim 15563  df-rlim 15564  df-sum 15762  df-ef 16143  df-sin 16145  df-cos 16146  df-tan 16147  df-pi 16148  df-struct 17229  df-sets 17246  df-slot 17264  df-ndx 17276  df-base 17292  df-ress 17313  df-plusg 17345  df-mulr 17346  df-starv 17347  df-sca 17348  df-vsca 17349  df-ip 17350  df-tset 17351  df-ple 17352  df-ds 17354  df-unif 17355  df-hom 17356  df-cco 17357  df-rest 17497  df-topn 17498  df-0g 17516  df-gsum 17517  df-topgen 17518  df-pt 17519  df-prds 17522  df-xrs 17578  df-qtop 17583  df-imas 17584  df-xps 17586  df-mre 17660  df-mrc 17661  df-acs 17663  df-mgm 18720  df-sgrp 18809  df-mnd 18825  df-submnd 18879  df-mulg 19178  df-cntz 19431  df-cmn 19896  df-psmet 21564  df-xmet 21565  df-met 21566  df-bl 21567  df-mopn 21568  df-fbas 21569  df-fg 21570  df-cnfld 21573  df-top 23101  df-topon 23118  df-topsp 23140  df-bases 23153  df-cld 23226  df-ntr 23227  df-cls 23228  df-nei 23305  df-lp 23343  df-perf 23344  df-cn 23434  df-cnp 23435  df-haus 23522  df-tx 23770  df-hmeo 23963  df-fil 24054  df-fm 24146  df-flim 24147  df-flf 24148  df-xms 24528  df-ms 24529  df-tms 24530  df-cncf 25088  df-limc 26076  df-dv 26077  df-log 26772  df-atan 27083

This theorem is used by:  leibpi  27158