Theorem coseq00topi 25896

Description: Location of the zeroes of cosine in (0[,]π). (Contributed by David Moews, 28-Feb-2017.)

Assertion

Ref	Expression
coseq00topi	⊢ (𝐴 ∈ (0[,]π) → ((cos‘𝐴) = 0 ↔ 𝐴 = (π / 2)))

Proof of Theorem coseq00topi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simplr 767	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) → (cos‘𝐴) = 0)
2		simpl 483	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → 𝐴 ∈ (0[,]π))
3		0re 11166	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 0 ∈ ℝ
4		pire 25852	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ π ∈ ℝ
5	3, 4	elicc2i 13340	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ (0[,]π) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π))
6	2, 5	sylib 217	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π))
7	6	simp1d 1142	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
8	7	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
9		simpr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → 0 < 𝐴)
10		simplr 767	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 < (π / 2))
11	3	rexri 11222	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℝ*
12		halfpire 25858	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ
13	12	rexri 11222	. . . . . . . . . 10 ⊢ (π / 2) ∈ ℝ*
14		elioo2 13315	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 ∈ ℝ* ∧ (π / 2) ∈ ℝ*) → (𝐴 ∈ (0(,)(π / 2)) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴 ∧ 𝐴 < (π / 2))))
15	11, 13, 14	mp2an 690	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)(π / 2)) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝐴 ∧ 𝐴 < (π / 2)))
16	8, 9, 10, 15	syl3anbrc 1343	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → 𝐴 ∈ (0(,)(π / 2)))
17		sincosq1sgn 25892	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (0(,)(π / 2)) → (0 < (sin‘𝐴) ∧ 0 < (cos‘𝐴)))
18	16, 17	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → (0 < (sin‘𝐴) ∧ 0 < (cos‘𝐴)))
19	18	simprd 496	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → 0 < (cos‘𝐴))
20	19	gt0ne0d 11728	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 < 𝐴) → (cos‘𝐴) ≠ 0)
21		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 = 𝐴) → 0 = 𝐴)
22	21	fveq2d 6851	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 = 𝐴) → (cos‘0) = (cos‘𝐴))
23		cos0 16043	. . . . . . 7 ⊢ (cos‘0) = 1
24	22, 23	eqtr3di 2786	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 = 𝐴) → (cos‘𝐴) = 1)
25		ax-1ne0 11129	. . . . . . 7 ⊢ 1 ≠ 0
26	25	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 = 𝐴) → 1 ≠ 0)
27	24, 26	eqnetrd 3007	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) ∧ 0 = 𝐴) → (cos‘𝐴) ≠ 0)
28	6	simp2d 1143	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → 0 ≤ 𝐴)
29		0red 11167	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → 0 ∈ ℝ)
30	29, 7	leloed 11307	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (0 ≤ 𝐴 ↔ (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴)))
31	28, 30	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴))
32	31	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) → (0 < 𝐴 ∨ 0 = 𝐴))
33	20, 27, 32	mpjaodan 957	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) → (cos‘𝐴) ≠ 0)
34	1, 33	pm2.21ddne 3025	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 < (π / 2)) → 𝐴 = (π / 2))
35		simpr 485	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ 𝐴 = (π / 2)) → 𝐴 = (π / 2))
36		simplr 767	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) → (cos‘𝐴) = 0)
37	7	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → 𝐴 ∈ ℝ)
38		simplr 767	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → (π / 2) < 𝐴)
39		simpr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → 𝐴 < π)
40	4	rexri 11222	. . . . . . . . . 10 ⊢ π ∈ ℝ*
41		elioo2 13315	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((π / 2) ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ*) → (𝐴 ∈ ((π / 2)(,)π) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ (π / 2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < π)))
42	13, 40, 41	mp2an 690	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ((π / 2)(,)π) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ (π / 2) < 𝐴 ∧ 𝐴 < π))
43	37, 38, 39, 42	syl3anbrc 1343	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → 𝐴 ∈ ((π / 2)(,)π))
44		sincosq2sgn 25893	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ((π / 2)(,)π) → (0 < (sin‘𝐴) ∧ (cos‘𝐴) < 0))
45	43, 44	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → (0 < (sin‘𝐴) ∧ (cos‘𝐴) < 0))
46	45	simprd 496	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → (cos‘𝐴) < 0)
47	46	lt0ne0d 11729	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 < π) → (cos‘𝐴) ≠ 0)
48		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 = π) → 𝐴 = π)
49	48	fveq2d 6851	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 = π) → (cos‘𝐴) = (cos‘π))
50		cospi 25866	. . . . . . 7 ⊢ (cos‘π) = -1
51	49, 50	eqtrdi 2787	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 = π) → (cos‘𝐴) = -1)
52		neg1ne0 12278	. . . . . . 7 ⊢ -1 ≠ 0
53	52	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 = π) → -1 ≠ 0)
54	51, 53	eqnetrd 3007	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) ∧ 𝐴 = π) → (cos‘𝐴) ≠ 0)
55	6	simp3d 1144	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → 𝐴 ≤ π)
56	4	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → π ∈ ℝ)
57	7, 56	leloed 11307	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (𝐴 ≤ π ↔ (𝐴 < π ∨ 𝐴 = π)))
58	55, 57	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (𝐴 < π ∨ 𝐴 = π))
59	58	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) → (𝐴 < π ∨ 𝐴 = π))
60	47, 54, 59	mpjaodan 957	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) → (cos‘𝐴) ≠ 0)
61	36, 60	pm2.21ddne 3025	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) ∧ (π / 2) < 𝐴) → 𝐴 = (π / 2))
62	56	rehalfcld 12409	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (π / 2) ∈ ℝ)
63	7, 62	lttri4d 11305	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → (𝐴 < (π / 2) ∨ 𝐴 = (π / 2) ∨ (π / 2) < 𝐴))
64	34, 35, 61, 63	mpjao3dan 1431	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ (cos‘𝐴) = 0) → 𝐴 = (π / 2))
65		fveq2 6847	. . . 4 ⊢ (𝐴 = (π / 2) → (cos‘𝐴) = (cos‘(π / 2)))
66		coshalfpi 25863	. . . 4 ⊢ (cos‘(π / 2)) = 0
67	65, 66	eqtrdi 2787	. . 3 ⊢ (𝐴 = (π / 2) → (cos‘𝐴) = 0)
68	67	adantl 482	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ (0[,]π) ∧ 𝐴 = (π / 2)) → (cos‘𝐴) = 0)
69	64, 68	impbida 799	1 ⊢ (𝐴 ∈ (0[,]π) → ((cos‘𝐴) = 0 ↔ 𝐴 = (π / 2)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 845   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2939   class class class wbr 5110  ‘cfv 6501  (class class class)co 7362  ℝcr 11059  0cc0 11060  1c1 11061  ℝ^*cxr 11197   < clt 11198   ≤ cle 11199  -cneg 11395   / cdiv 11821  2c2 12217  (,)cioo 13274  [,]cicc 13277  sincsin 15957  cosccos 15958  πcpi 15960

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 2702  ax-rep 5247  ax-sep 5261  ax-nul 5268  ax-pow 5325  ax-pr 5389  ax-un 7677  ax-inf2 9586  ax-cnex 11116  ax-resscn 11117  ax-1cn 11118  ax-icn 11119  ax-addcl 11120  ax-addrcl 11121  ax-mulcl 11122  ax-mulrcl 11123  ax-mulcom 11124  ax-addass 11125  ax-mulass 11126  ax-distr 11127  ax-i2m1 11128  ax-1ne0 11129  ax-1rid 11130  ax-rnegex 11131  ax-rrecex 11132  ax-cnre 11133  ax-pre-lttri 11134  ax-pre-lttrn 11135  ax-pre-ltadd 11136  ax-pre-mulgt0 11137  ax-pre-sup 11138  ax-addf 11139  ax-mulf 11140

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 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 3351  df-reu 3352  df-rab 3406  df-v 3448  df-sbc 3743  df-csb 3859  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3932  df-nul 4288  df-if 4492  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4871  df-int 4913  df-iun 4961  df-iin 4962  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5194  df-tr 5228  df-id 5536  df-eprel 5542  df-po 5550  df-so 5551  df-fr 5593  df-se 5594  df-we 5595  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6258  df-ord 6325  df-on 6326  df-lim 6327  df-suc 6328  df-iota 6453  df-fun 6503  df-fn 6504  df-f 6505  df-f1 6506  df-fo 6507  df-f1o 6508  df-fv 6509  df-isom 6510  df-riota 7318  df-ov 7365  df-oprab 7366  df-mpo 7367  df-of 7622  df-om 7808  df-1st 7926  df-2nd 7927  df-supp 8098  df-frecs 8217  df-wrecs 8248  df-recs 8322  df-rdg 8361  df-1o 8417  df-2o 8418  df-er 8655  df-map 8774  df-pm 8775  df-ixp 8843  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-fsupp 9313  df-fi 9356  df-sup 9387  df-inf 9388  df-oi 9455  df-card 9884  df-pnf 11200  df-mnf 11201  df-xr 11202  df-ltxr 11203  df-le 11204  df-sub 11396  df-neg 11397  df-div 11822  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12423  df-z 12509  df-dec 12628  df-uz 12773  df-q 12883  df-rp 12925  df-xneg 13042  df-xadd 13043  df-xmul 13044  df-ioo 13278  df-ioc 13279  df-ico 13280  df-icc 13281  df-fz 13435  df-fzo 13578  df-fl 13707  df-seq 13917  df-exp 13978  df-fac 14184  df-bc 14213  df-hash 14241  df-shft 14964  df-cj 14996  df-re 14997  df-im 14998  df-sqrt 15132  df-abs 15133  df-limsup 15365  df-clim 15382  df-rlim 15383  df-sum 15583  df-ef 15961  df-sin 15963  df-cos 15964  df-pi 15966  df-struct 17030  df-sets 17047  df-slot 17065  df-ndx 17077  df-base 17095  df-ress 17124  df-plusg 17160  df-mulr 17161  df-starv 17162  df-sca 17163  df-vsca 17164  df-ip 17165  df-tset 17166  df-ple 17167  df-ds 17169  df-unif 17170  df-hom 17171  df-cco 17172  df-rest 17318  df-topn 17319  df-0g 17337  df-gsum 17338  df-topgen 17339  df-pt 17340  df-prds 17343  df-xrs 17398  df-qtop 17403  df-imas 17404  df-xps 17406  df-mre 17480  df-mrc 17481  df-acs 17483  df-mgm 18511  df-sgrp 18560  df-mnd 18571  df-submnd 18616  df-mulg 18887  df-cntz 19111  df-cmn 19578  df-psmet 20825  df-xmet 20826  df-met 20827  df-bl 20828  df-mopn 20829  df-fbas 20830  df-fg 20831  df-cnfld 20834  df-top 22280  df-topon 22297  df-topsp 22319  df-bases 22333  df-cld 22407  df-ntr 22408  df-cls 22409  df-nei 22486  df-lp 22524  df-perf 22525  df-cn 22615  df-cnp 22616  df-haus 22703  df-tx 22950  df-hmeo 23143  df-fil 23234  df-fm 23326  df-flim 23327  df-flf 23328  df-xms 23710  df-ms 23711  df-tms 23712  df-cncf 24278  df-limc 25267  df-dv 25268

This theorem is referenced by:  coseq0negpitopi  25897