Proof of Theorem cosordlem
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | cosord.2 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (0[,]π)) |
2 | | 0re 10908 |
. . . . . . . 8
⊢ 0 ∈
ℝ |
3 | | pire 25520 |
. . . . . . . 8
⊢ π
∈ ℝ |
4 | 2, 3 | elicc2i 13074 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐵 ∈ (0[,]π) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤
𝐵 ∧ 𝐵 ≤ π)) |
5 | 1, 4 | sylib 217 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ π)) |
6 | 5 | simp1d 1140 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ) |
7 | 6 | recnd 10934 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ) |
8 | | cosord.1 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (0[,]π)) |
9 | 2, 3 | elicc2i 13074 |
. . . . . . 7
⊢ (𝐴 ∈ (0[,]π) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤
𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π)) |
10 | 8, 9 | sylib 217 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π)) |
11 | 10 | simp1d 1140 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ) |
12 | 11 | recnd 10934 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ) |
13 | | subcos 15812 |
. . . 4
⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) →
((cos‘𝐴) −
(cos‘𝐵)) = (2
· ((sin‘((𝐵 +
𝐴) / 2)) ·
(sin‘((𝐵 −
𝐴) /
2))))) |
14 | 7, 12, 13 | syl2anc 583 |
. . 3
⊢ (𝜑 → ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) = (2 ·
((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) ·
(sin‘((𝐵 −
𝐴) /
2))))) |
15 | | 2rp 12664 |
. . . 4
⊢ 2 ∈
ℝ+ |
16 | 6, 11 | readdcld 10935 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ) |
17 | 16 | rehalfcld 12150 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ) |
18 | 17 | resincld 15780 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) ∈ ℝ) |
19 | 2 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 0 ∈
ℝ) |
20 | 10 | simp2d 1141 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 0 ≤ 𝐴) |
21 | | cosord.3 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝐵) |
22 | 19, 11, 6, 20, 21 | lelttrd 11063 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 0 < 𝐵) |
23 | 6, 11, 22, 20 | addgtge0d 11479 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 0 < (𝐵 + 𝐴)) |
24 | | 2re 11977 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 2 ∈
ℝ |
25 | | 2pos 12006 |
. . . . . . . . . 10
⊢ 0 <
2 |
26 | | divgt0 11773 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 + 𝐴)) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2))
→ 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2)) |
27 | 24, 25, 26 | mpanr12 701 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 + 𝐴)) → 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2)) |
28 | 16, 23, 27 | syl2anc 583 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2)) |
29 | 3 | a1i 11 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → π ∈
ℝ) |
30 | 11, 6, 6, 21 | ltadd2dd 11064 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (𝐵 + 𝐴) < (𝐵 + 𝐵)) |
31 | 7 | 2timesd 12146 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (2 · 𝐵) = (𝐵 + 𝐵)) |
32 | 30, 31 | breqtrrd 5098 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (𝐵 + 𝐴) < (2 · 𝐵)) |
33 | 24 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 2 ∈
ℝ) |
34 | 25 | a1i 11 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → 0 < 2) |
35 | | ltdivmul 11780 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ
∧ 0 < 2)) → (((𝐵 + 𝐴) / 2) < 𝐵 ↔ (𝐵 + 𝐴) < (2 · 𝐵))) |
36 | 16, 6, 33, 34, 35 | syl112anc 1372 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (((𝐵 + 𝐴) / 2) < 𝐵 ↔ (𝐵 + 𝐴) < (2 · 𝐵))) |
37 | 32, 36 | mpbird 256 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) < 𝐵) |
38 | 5 | simp3d 1142 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 𝐵 ≤ π) |
39 | 17, 6, 29, 37, 38 | ltletrd 11065 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) < π) |
40 | | 0xr 10953 |
. . . . . . . . 9
⊢ 0 ∈
ℝ* |
41 | 3 | rexri 10964 |
. . . . . . . . 9
⊢ π
∈ ℝ* |
42 | | elioo2 13049 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((0
∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ*) →
(((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∧ ((𝐵 + 𝐴) / 2) < π))) |
43 | 40, 41, 42 | mp2an 688 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∧ ((𝐵 + 𝐴) / 2) < π)) |
44 | 17, 28, 39, 43 | syl3anbrc 1341 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π)) |
45 | | sinq12gt0 25569 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) → 0 <
(sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2))) |
46 | 44, 45 | syl 17 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 0 < (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2))) |
47 | 18, 46 | elrpd 12698 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) ∈
ℝ+) |
48 | 6, 11 | resubcld 11333 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ) |
49 | 48 | rehalfcld 12150 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ ℝ) |
50 | 49 | resincld 15780 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → (sin‘((𝐵 − 𝐴) / 2)) ∈ ℝ) |
51 | 11, 6 | posdifd 11492 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵 − 𝐴))) |
52 | 21, 51 | mpbid 231 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 0 < (𝐵 − 𝐴)) |
53 | | divgt0 11773 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 − 𝐴)) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2))
→ 0 < ((𝐵 −
𝐴) / 2)) |
54 | 24, 25, 53 | mpanr12 701 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 − 𝐴)) → 0 < ((𝐵 − 𝐴) / 2)) |
55 | 48, 52, 54 | syl2anc 583 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → 0 < ((𝐵 − 𝐴) / 2)) |
56 | | rehalfcl 12129 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (π
∈ ℝ → (π / 2) ∈ ℝ) |
57 | 3, 56 | mp1i 13 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (π / 2) ∈
ℝ) |
58 | 6, 11 | subge02d 11497 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝜑 → (0 ≤ 𝐴 ↔ (𝐵 − 𝐴) ≤ 𝐵)) |
59 | 20, 58 | mpbid 231 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ≤ 𝐵) |
60 | 48, 6, 29, 59, 38 | letrd 11062 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → (𝐵 − 𝐴) ≤ π) |
61 | | lediv1 11770 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ
∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝐵 − 𝐴) ≤ π ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 2) ≤ (π / 2))) |
62 | 48, 29, 33, 34, 61 | syl112anc 1372 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐴) ≤ π ↔ ((𝐵 − 𝐴) / 2) ≤ (π / 2))) |
63 | 60, 62 | mpbid 231 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐴) / 2) ≤ (π / 2)) |
64 | | pirp 25523 |
. . . . . . . . . 10
⊢ π
∈ ℝ+ |
65 | | rphalflt 12688 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (π
∈ ℝ+ → (π / 2) < π) |
66 | 64, 65 | mp1i 13 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → (π / 2) <
π) |
67 | 49, 57, 29, 63, 66 | lelttrd 11063 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐴) / 2) < π) |
68 | | elioo2 13049 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((0
∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ*) →
(((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔
(((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0
< ((𝐵 − 𝐴) / 2) ∧ ((𝐵 − 𝐴) / 2) < π))) |
69 | 40, 41, 68 | mp2an 688 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵 − 𝐴) / 2) ∧ ((𝐵 − 𝐴) / 2) < π)) |
70 | 49, 55, 67, 69 | syl3anbrc 1341 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π)) |
71 | | sinq12gt0 25569 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐵 − 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) → 0 <
(sin‘((𝐵 −
𝐴) / 2))) |
72 | 70, 71 | syl 17 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 0 < (sin‘((𝐵 − 𝐴) / 2))) |
73 | 50, 72 | elrpd 12698 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → (sin‘((𝐵 − 𝐴) / 2)) ∈
ℝ+) |
74 | 47, 73 | rpmulcld 12717 |
. . . 4
⊢ (𝜑 → ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵 − 𝐴) / 2))) ∈
ℝ+) |
75 | | rpmulcl 12682 |
. . . 4
⊢ ((2
∈ ℝ+ ∧ ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵 − 𝐴) / 2))) ∈ ℝ+) →
(2 · ((sin‘((𝐵
+ 𝐴) / 2)) ·
(sin‘((𝐵 −
𝐴) / 2)))) ∈
ℝ+) |
76 | 15, 74, 75 | sylancr 586 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (2 ·
((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) ·
(sin‘((𝐵 −
𝐴) / 2)))) ∈
ℝ+) |
77 | 14, 76 | eqeltrd 2839 |
. 2
⊢ (𝜑 → ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) ∈
ℝ+) |
78 | 6 | recoscld 15781 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (cos‘𝐵) ∈
ℝ) |
79 | 11 | recoscld 15781 |
. . 3
⊢ (𝜑 → (cos‘𝐴) ∈
ℝ) |
80 | | difrp 12697 |
. . 3
⊢
(((cos‘𝐵)
∈ ℝ ∧ (cos‘𝐴) ∈ ℝ) → ((cos‘𝐵) < (cos‘𝐴) ↔ ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) ∈
ℝ+)) |
81 | 78, 79, 80 | syl2anc 583 |
. 2
⊢ (𝜑 → ((cos‘𝐵) < (cos‘𝐴) ↔ ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) ∈
ℝ+)) |
82 | 77, 81 | mpbird 256 |
1
⊢ (𝜑 → (cos‘𝐵) < (cos‘𝐴)) |