MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  atanlogaddlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem atanlogaddlem 26407
Description: Lemma for atanlogadd 26408. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
atanlogaddlem ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 โ‰ค (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)

Proof of Theorem atanlogaddlem
StepHypRef Expression
1 0re 11212 . . . 4 0 โˆˆ โ„
2 atandm2 26371 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†” (๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โ‰  0 โˆง (1 + (i ยท ๐ด)) โ‰  0))
32simp1bi 1145 . . . . 5 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
43recld 15137 . . . 4 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (โ„œโ€˜๐ด) โˆˆ โ„)
5 leloe 11296 . . . 4 ((0 โˆˆ โ„ โˆง (โ„œโ€˜๐ด) โˆˆ โ„) โ†’ (0 โ‰ค (โ„œโ€˜๐ด) โ†” (0 < (โ„œโ€˜๐ด) โˆจ 0 = (โ„œโ€˜๐ด))))
61, 4, 5sylancr 587 . . 3 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (0 โ‰ค (โ„œโ€˜๐ด) โ†” (0 < (โ„œโ€˜๐ด) โˆจ 0 = (โ„œโ€˜๐ด))))
76biimpa 477 . 2 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 โ‰ค (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (0 < (โ„œโ€˜๐ด) โˆจ 0 = (โ„œโ€˜๐ด)))
8 ax-1cn 11164 . . . . . . . 8 1 โˆˆ โ„‚
9 ax-icn 11165 . . . . . . . . 9 i โˆˆ โ„‚
10 mulcl 11190 . . . . . . . . 9 ((i โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚) โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚)
119, 3, 10sylancr 587 . . . . . . . 8 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚)
12 addcl 11188 . . . . . . . 8 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚) โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚)
138, 11, 12sylancr 587 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚)
142simp3bi 1147 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โ‰  0)
1513, 14logcld 26070 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„‚)
16 subcl 11455 . . . . . . . 8 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚) โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚)
178, 11, 16sylancr 587 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚)
182simp2bi 1146 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โ‰  0)
1917, 18logcld 26070 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„‚)
2015, 19addcld 11229 . . . . 5 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ โ„‚)
2120adantr 481 . . . 4 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ โ„‚)
22 pire 25959 . . . . . . . 8 ฯ€ โˆˆ โ„
2322renegcli 11517 . . . . . . 7 -ฯ€ โˆˆ โ„
2423a1i 11 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ -ฯ€ โˆˆ โ„)
2519adantr 481 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„‚)
2625imcld 15138 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ โ„)
2715adantr 481 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„‚)
2827imcld 15138 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ โ„)
2928, 26readdcld 11239 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) โˆˆ โ„)
3017adantr 481 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚)
31 im1 15098 . . . . . . . . . . . . 13 (โ„‘โ€˜1) = 0
3231oveq1i 7415 . . . . . . . . . . . 12 ((โ„‘โ€˜1) โˆ’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))) = (0 โˆ’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)))
33 df-neg 11443 . . . . . . . . . . . 12 -(โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)) = (0 โˆ’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)))
3432, 33eqtr4i 2763 . . . . . . . . . . 11 ((โ„‘โ€˜1) โˆ’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))) = -(โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))
3511adantr 481 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚)
36 imsub 15078 . . . . . . . . . . . 12 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) = ((โ„‘โ€˜1) โˆ’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))))
378, 35, 36sylancr 587 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) = ((โ„‘โ€˜1) โˆ’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))))
383adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
39 reim 15052 . . . . . . . . . . . . 13 (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ (โ„œโ€˜๐ด) = (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)))
4038, 39syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„œโ€˜๐ด) = (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)))
4140negeqd 11450 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ -(โ„œโ€˜๐ด) = -(โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)))
4234, 37, 413eqtr4a 2798 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) = -(โ„œโ€˜๐ด))
434lt0neg2d 11780 . . . . . . . . . . 11 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (0 < (โ„œโ€˜๐ด) โ†” -(โ„œโ€˜๐ด) < 0))
4443biimpa 477 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ -(โ„œโ€˜๐ด) < 0)
4542, 44eqbrtrd 5169 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) < 0)
46 argimlt0 26112 . . . . . . . . 9 (((1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง (โ„‘โ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) < 0) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ (-ฯ€(,)0))
4730, 45, 46syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ (-ฯ€(,)0))
48 eliooord 13379 . . . . . . . 8 ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ (-ฯ€(,)0) โ†’ (-ฯ€ < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆง (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) < 0))
4947, 48syl 17 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (-ฯ€ < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆง (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) < 0))
5049simpld 495 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ -ฯ€ < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))))
5113adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚)
52 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 0 < (โ„œโ€˜๐ด))
53 imadd 15077 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 โˆˆ โ„‚ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) = ((โ„‘โ€˜1) + (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))))
548, 35, 53sylancr 587 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) = ((โ„‘โ€˜1) + (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))))
5540oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜1) + (โ„œโ€˜๐ด)) = ((โ„‘โ€˜1) + (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด))))
5631oveq1i 7415 . . . . . . . . . . . . 13 ((โ„‘โ€˜1) + (โ„œโ€˜๐ด)) = (0 + (โ„œโ€˜๐ด))
5738recld 15137 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„œโ€˜๐ด) โˆˆ โ„)
5857recnd 11238 . . . . . . . . . . . . . 14 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„œโ€˜๐ด) โˆˆ โ„‚)
5958addlidd 11411 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (0 + (โ„œโ€˜๐ด)) = (โ„œโ€˜๐ด))
6056, 59eqtrid 2784 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜1) + (โ„œโ€˜๐ด)) = (โ„œโ€˜๐ด))
6154, 55, 603eqtr2d 2778 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) = (โ„œโ€˜๐ด))
6252, 61breqtrrd 5175 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 0 < (โ„‘โ€˜(1 + (i ยท ๐ด))))
63 argimgt0 26111 . . . . . . . . . 10 (((1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง 0 < (โ„‘โ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ (0(,)ฯ€))
6451, 62, 63syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ (0(,)ฯ€))
65 eliooord 13379 . . . . . . . . 9 ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ (0(,)ฯ€) โ†’ (0 < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆง (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) < ฯ€))
6664, 65syl 17 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (0 < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆง (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) < ฯ€))
6766simpld 495 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 0 < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))))
6828, 26ltaddpos2d 11795 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (0 < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โ†” (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) < ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))))))
6967, 68mpbid 231 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) < ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))))
7024, 26, 29, 50, 69lttrd 11371 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ -ฯ€ < ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))))
7127, 25imaddd 15158 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) = ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))))
7270, 71breqtrrd 5175 . . . 4 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ -ฯ€ < (โ„‘โ€˜((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))))
7322a1i 11 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„)
74 0red 11213 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 0 โˆˆ โ„)
7549simprd 496 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) < 0)
7626, 74, 28, 75ltadd2dd 11369 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) < ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + 0))
7728recnd 11238 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ โ„‚)
7877addridd 11410 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + 0) = (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))))
7976, 78breqtrd 5173 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) < (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))))
8066simprd 496 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) < ฯ€)
8129, 28, 73, 79, 80lttrd 11371 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) < ฯ€)
8229, 73, 81ltled 11358 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) + (โ„‘โ€˜(logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) โ‰ค ฯ€)
8371, 82eqbrtrd 5169 . . . 4 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) โ‰ค ฯ€)
84 ellogrn 26059 . . . 4 (((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log โ†” (((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ โ„‚ โˆง -ฯ€ < (โ„‘โ€˜((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) โˆง (โ„‘โ€˜((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))) โ‰ค ฯ€))
8521, 72, 83, 84syl3anbrc 1343 . . 3 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 < (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
86 0red 11213 . . . 4 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 0 โˆˆ โ„)
8711adantr 481 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚)
88 simpr 485 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 0 = (โ„œโ€˜๐ด))
893adantr 481 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
9089, 39syl 17 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„œโ€˜๐ด) = (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)))
9188, 90eqtr2d 2773 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (โ„‘โ€˜(i ยท ๐ด)) = 0)
9287, 91reim0bd 15143 . . . 4 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„)
9315, 19addcomd 11412 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) = ((logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))))
9493ad2antrr 724 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) = ((logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))))
95 logrncl 26067 . . . . . . . 8 (((1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โ‰  0) โ†’ (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log)
9617, 18, 95syl2anc 584 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log)
9796ad2antrr 724 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log)
98 1re 11210 . . . . . . . . 9 1 โˆˆ โ„
9992adantr 481 . . . . . . . . 9 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„)
100 readdcl 11189 . . . . . . . . 9 ((1 โˆˆ โ„ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„) โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„)
10198, 99, 100sylancr 587 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„)
102 0red 11213 . . . . . . . . 9 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ 0 โˆˆ โ„)
103 1red 11211 . . . . . . . . 9 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ 1 โˆˆ โ„)
104 0lt1 11732 . . . . . . . . . 10 0 < 1
105104a1i 11 . . . . . . . . 9 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ 0 < 1)
106 addge01 11720 . . . . . . . . . . 11 ((1 โˆˆ โ„ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„) โ†’ (0 โ‰ค (i ยท ๐ด) โ†” 1 โ‰ค (1 + (i ยท ๐ด))))
10798, 92, 106sylancr 587 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ (0 โ‰ค (i ยท ๐ด) โ†” 1 โ‰ค (1 + (i ยท ๐ด))))
108107biimpa 477 . . . . . . . . 9 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ 1 โ‰ค (1 + (i ยท ๐ด)))
109102, 103, 101, 105, 108ltletrd 11370 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ 0 < (1 + (i ยท ๐ด)))
110101, 109elrpd 13009 . . . . . . 7 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ (1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„+)
111110relogcld 26122 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„)
112 logrnaddcl 26074 . . . . . 6 (((logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log โˆง (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„) โ†’ ((logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
11397, 111, 112syl2anc 584 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
11494, 113eqeltrd 2833 . . . 4 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง 0 โ‰ค (i ยท ๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
115 logrncl 26067 . . . . . . 7 (((1 + (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„‚ โˆง (1 + (i ยท ๐ด)) โ‰  0) โ†’ (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log)
11613, 14, 115syl2anc 584 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ dom arctan โ†’ (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log)
117116ad2antrr 724 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ (logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log)
11892adantr 481 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„)
119 resubcl 11520 . . . . . . . 8 ((1 โˆˆ โ„ โˆง (i ยท ๐ด) โˆˆ โ„) โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„)
12098, 118, 119sylancr 587 . . . . . . 7 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„)
121 0red 11213 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ 0 โˆˆ โ„)
122 1red 11211 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ 1 โˆˆ โ„)
123104a1i 11 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ 0 < 1)
124 1m0e1 12329 . . . . . . . . 9 (1 โˆ’ 0) = 1
125 1red 11211 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ 1 โˆˆ โ„)
12692, 86, 125lesub2d 11818 . . . . . . . . . 10 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((i ยท ๐ด) โ‰ค 0 โ†” (1 โˆ’ 0) โ‰ค (1 โˆ’ (i ยท ๐ด))))
127126biimpa 477 . . . . . . . . 9 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ (1 โˆ’ 0) โ‰ค (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))
128124, 127eqbrtrrid 5183 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ 1 โ‰ค (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))
129121, 122, 120, 123, 128ltletrd 11370 . . . . . . 7 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ 0 < (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))
130120, 129elrpd 13009 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ (1 โˆ’ (i ยท ๐ด)) โˆˆ โ„+)
131130relogcld 26122 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„)
132 logrnaddcl 26074 . . . . 5 (((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) โˆˆ ran log โˆง (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด))) โˆˆ โ„) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
133117, 131, 132syl2anc 584 . . . 4 (((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โˆง (i ยท ๐ด) โ‰ค 0) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
13486, 92, 114, 133lecasei 11316 . . 3 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 = (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
13585, 134jaodan 956 . 2 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง (0 < (โ„œโ€˜๐ด) โˆจ 0 = (โ„œโ€˜๐ด))) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
1367, 135syldan 591 1 ((๐ด โˆˆ dom arctan โˆง 0 โ‰ค (โ„œโ€˜๐ด)) โ†’ ((logโ€˜(1 + (i ยท ๐ด))) + (logโ€˜(1 โˆ’ (i ยท ๐ด)))) โˆˆ ran log)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   โˆจ wo 845   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940   class class class wbr 5147  dom cdm 5675  ran crn 5676  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  โ„‚cc 11104  โ„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107  ici 11108   + caddc 11109   ยท cmul 11111   < clt 11244   โ‰ค cle 11245   โˆ’ cmin 11440  -cneg 11441  (,)cioo 13320  โ„œcre 15040  โ„‘cim 15041  ฯ€cpi 16006  logclog 26054  arctancatan 26358
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  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 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-ef 16007  df-sin 16009  df-cos 16010  df-pi 16012  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375  df-log 26056  df-atan 26361
This theorem is referenced by:  atanlogadd  26408
  Copyright terms: Public domain W3C validator