Theorem atan1 27265

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 26852	. . 3 ⊢ (tan‘(π / 4)) = 1
2	1	fveq2i 6893	. 2 ⊢ (arctan‘(tan‘(π / 4))) = (arctan‘1)
3		pire 26792	. . . . 5 ⊢ π ∈ ℝ
4		4nn 12433	. . . . 5 ⊢ 4 ∈ ℕ
5		nndivre 12386	. . . . 5 ⊢ ((π ∈ ℝ ∧ 4 ∈ ℕ) → (π / 4) ∈ ℝ)
6	3, 4, 5	mp2an 705	. . . 4 ⊢ (π / 4) ∈ ℝ
7	6	recni 11330	. . 3 ⊢ (π / 4) ∈ ℂ
8		rere 15298	. . . . 5 ⊢ ((π / 4) ∈ ℝ → (ℜ‘(π / 4)) = (π / 4))
9	6, 8	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (ℜ‘(π / 4)) = (π / 4)
10		pirp 26799	. . . . . . . . 9 ⊢ π ∈ ℝ+
11		rphalfcl 13156	. . . . . . . . 9 ⊢ (π ∈ ℝ+ → (π / 2) ∈ ℝ+)
12	10, 11	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ+
13		rpgt0 13140	. . . . . . . 8 ⊢ ((π / 2) ∈ ℝ+ → 0 < (π / 2))
14	12, 13	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ 0 < (π / 2)
15		halfpire 26802	. . . . . . . 8 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ
16		lt0neg2 11830	. . . . . . . 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 13139	. . . . . . . . 9 ⊢ (4 ∈ ℕ → 4 ∈ ℝ+)
20	4, 19	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ 4 ∈ ℝ+
21		rpdivcl 13154	. . . . . . . 8 ⊢ ((π ∈ ℝ+ ∧ 4 ∈ ℝ+) → (π / 4) ∈ ℝ+)
22	10, 20, 21	mp2an 705	. . . . . . 7 ⊢ (π / 4) ∈ ℝ+
23		rpgt0 13140	. . . . . . 7 ⊢ ((π / 4) ∈ ℝ+ → 0 < (π / 4))
24	22, 23	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ 0 < (π / 4)
25		neghalfpire 26803	. . . . . . 7 ⊢ -(π / 2) ∈ ℝ
26		0re 11317	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℝ
27	25, 26, 6	lttri 11443	. . . . . 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 11330	. . . . . . . 8 ⊢ π ∈ ℂ
30		2cnne0 12562	. . . . . . . 8 ⊢ (2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0)
31		divdiv1 12035	. . . . . . . 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 12513	. . . . . . . 8 ⊢ (2 · 2) = 4
34	33	oveq2i 7435	. . . . . . 7 ⊢ (π / (2 · 2)) = (π / 4)
35	32, 34	eqtri 2783	. . . . . 6 ⊢ ((π / 2) / 2) = (π / 4)
36		rphalflt 13158	. . . . . . 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 5127	. . . . 5 ⊢ (π / 4) < (π / 2)
39	25	rexri 11374	. . . . . 6 ⊢ -(π / 2) ∈ ℝ*
40	15	rexri 11374	. . . . . 6 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ*
41		elioo2 13524	. . . . . 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 2856	. . 3 ⊢ (ℜ‘(π / 4)) ∈ ( -(π / 2)(,)(π / 2))
45		atantan 27260	. . 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 2785	1 ⊢ (arctan‘1) = (π / 4)

This proof depends on syntax axioms:   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   class class class wbr 5102  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424  ℂcc 11205  ℝcr 11206  0cc0 11207  1c1 11208   · cmul 11212  ℝ^*cxr 11349   < clt 11350   -cneg 11549   / cdiv 11980  ℕcn 12342  2c2 12404  4c4 12406  ℝ⁺crp 13127  (,)cioo 13483  ℜcre 15273  tanctan 16240  πcpi 16241  arctancatan 27201

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-inf2 9649  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284  ax-pre-sup 11285  ax-addf 11286

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  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 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-of 7697  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-supp 8185  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-1o 8484  df-2o 8485  df-er 8725  df-map 8857  df-pm 8858  df-ixp 8934  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-fin 8985  df-fsupp 9362  df-fi 9410  df-sup 9441  df-inf 9442  df-oi 9511  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-div 11981  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-4 12414  df-5 12415  df-6 12416  df-7 12417  df-8 12418  df-9 12419  df-n0 12614  df-z 12701  df-dec 12822  df-uz 12973  df-q 13083  df-rp 13128  df-xneg 13248  df-xadd 13249  df-xmul 13250  df-ioo 13487  df-ioc 13488  df-ico 13489  df-icc 13490  df-fz 13647  df-fzo 13796  df-fl 13939  df-mod 14017  df-seq 14152  df-exp 14212  df-fac 14425  df-bc 14454  df-hash 14482  df-shft 15229  df-cj 15275  df-re 15276  df-im 15277  df-sqrt 15411  df-abs 15412  df-limsup 15647  df-clim 15664  df-rlim 15665  df-sum 15863  df-ef 16242  df-sin 16244  df-cos 16245  df-tan 16246  df-pi 16247  df-struct 17334  df-sets 17351  df-slot 17369  df-ndx 17381  df-base 17397  df-ress 17418  df-plusg 17450  df-mulr 17451  df-starv 17452  df-sca 17453  df-vsca 17454  df-ip 17455  df-tset 17456  df-ple 17457  df-ds 17459  df-unif 17460  df-hom 17461  df-cco 17462  df-rest 17602  df-topn 17603  df-0g 17621  df-gsum 17622  df-topgen 17623  df-pt 17624  df-prds 17627  df-xrs 17683  df-qtop 17688  df-imas 17689  df-xps 17691  df-mre 17765  df-mrc 17766  df-acs 17768  df-mgm 18825  df-sgrp 18917  df-mnd 18933  df-submnd 18988  df-mulg 19287  df-cntz 19540  df-cmn 20005  df-psmet 21679  df-xmet 21680  df-met 21681  df-bl 21682  df-mopn 21683  df-fbas 21684  df-fg 21685  df-cnfld 21688  df-top 23221  df-topon 23238  df-topsp 23260  df-bases 23273  df-cld 23346  df-ntr 23347  df-cls 23348  df-nei 23425  df-lp 23463  df-perf 23464  df-cn 23554  df-cnp 23555  df-haus 23642  df-tx 23890  df-hmeo 24083  df-fil 24174  df-fm 24266  df-flim 24267  df-flf 24268  df-xms 24648  df-ms 24649  df-tms 24650  df-cncf 25208  df-limc 26195  df-dv 26196  df-log 26893  df-atan 27204

This theorem is used by:  leibpi  27279