Theorem cos2t 16120

Description: Double-angle formula for cosine. (Contributed by Paul Chapman, 24-Jan-2008.)

Assertion

Ref	Expression
cos2t	⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = ((2 · ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))

Proof of Theorem cos2t

Step	Hyp	Ref	Expression
1		coscl 16069	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘𝐴) ∈ ℂ)
2	1	sqcld 14108	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ)
3		ax-1cn 11167	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℂ
4		subsub3 11491	. . . 4 ⊢ ((((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
5	3, 4	mp3an2 1449	. . 3 ⊢ ((((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
6	2, 2, 5	syl2anc 584	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
7		cosadd 16107	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (cos‘(𝐴 + 𝐴)) = (((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)) − ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴))))
8	7	anidms 567	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(𝐴 + 𝐴)) = (((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)) − ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴))))
9		2times 12347	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (2 · 𝐴) = (𝐴 + 𝐴))
10	9	fveq2d 6895	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = (cos‘(𝐴 + 𝐴)))
11	1	sqvald 14107	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((cos‘𝐴)↑2) = ((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)))
12		sincl 16068	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (sin‘𝐴) ∈ ℂ)
13	12	sqvald 14107	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((sin‘𝐴)↑2) = ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴)))
14	11, 13	oveq12d 7426	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) − ((sin‘𝐴)↑2)) = (((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)) − ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴))))
15	8, 10, 14	3eqtr4d 2782	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = (((cos‘𝐴)↑2) − ((sin‘𝐴)↑2)))
16	12	sqcld 14108	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((sin‘𝐴)↑2) ∈ ℂ)
17	16, 2	addcomd 11415	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((sin‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) = (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)))
18		sincossq 16118	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((sin‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) = 1)
19	17, 18	eqtr3d 2774	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1)
20		subadd 11462	. . . . . 6 ⊢ ((1 ∈ ℂ ∧ ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ ((sin‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → ((1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2) ↔ (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1))
21	3, 2, 16, 20	mp3an2i 1466	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2) ↔ (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1))
22	19, 21	mpbird 256	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2))
23	22	oveq2d 7424	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = (((cos‘𝐴)↑2) − ((sin‘𝐴)↑2)))
24	15, 23	eqtr4d 2775	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))))
25	2	2timesd 12454	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (2 · ((cos‘𝐴)↑2)) = (((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)))
26	25	oveq1d 7423	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → ((2 · ((cos‘𝐴)↑2)) − 1) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
27	6, 24, 26	3eqtr4d 2782	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = ((2 · ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ‘cfv 6543  (class class class)co 7408  ℂcc 11107  1c1 11110   + caddc 11112   · cmul 11114   − cmin 11443  2c2 12266  ↑cexp 14026  sincsin 16006  cosccos 16007

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 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187

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 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-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  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 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-rp 12974  df-ico 13329  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-fl 13756  df-seq 13966  df-exp 14027  df-fac 14233  df-bc 14262  df-hash 14290  df-shft 15013  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-limsup 15414  df-clim 15431  df-rlim 15432  df-sum 15632  df-ef 16010  df-sin 16012  df-cos 16013

This theorem is referenced by:  cos2tsin  16121  cos2bnd  16130  cospi  25981  cos2pi  25985  tangtx  26014  coskpi  26031  sin2h  36473  cos2h  36474