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

Theorem cosordlem 26491
Description: Lemma for cosord 26492. (Contributed by Mario Carneiro, 10-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
cosord.1 (𝜑𝐴 ∈ (0[,]π))
cosord.2 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]π))
cosord.3 (𝜑𝐴 < 𝐵)
Assertion
Ref Expression
cosordlem (𝜑 → (cos‘𝐵) < (cos‘𝐴))

Proof of Theorem cosordlem
StepHypRef Expression
1 cosord.2 . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ∈ (0[,]π))
2 0re 11237 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
3 pire 26418 . . . . . . . 8 π ∈ ℝ
42, 3elicc2i 13429 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ (0[,]π) ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵𝐵 ≤ π))
51, 4sylib 218 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐵𝐵 ≤ π))
65simp1d 1142 . . . . 5 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
76recnd 11263 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
8 cosord.1 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ (0[,]π))
92, 3elicc2i 13429 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (0[,]π) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ π))
108, 9sylib 218 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴𝐴 ≤ π))
1110simp1d 1142 . . . . 5 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
1211recnd 11263 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
13 subcos 16193 . . . 4 ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) = (2 · ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵𝐴) / 2)))))
147, 12, 13syl2anc 584 . . 3 (𝜑 → ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) = (2 · ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵𝐴) / 2)))))
15 2rp 13013 . . . 4 2 ∈ ℝ+
166, 11readdcld 11264 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ)
1716rehalfcld 12488 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ)
1817resincld 16161 . . . . . 6 (𝜑 → (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) ∈ ℝ)
192a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
2010simp2d 1143 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≤ 𝐴)
21 cosord.3 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴 < 𝐵)
2219, 11, 6, 20, 21lelttrd 11393 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 0 < 𝐵)
236, 11, 22, 20addgtge0d 11811 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 < (𝐵 + 𝐴))
24 2re 12314 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
25 2pos 12343 . . . . . . . . . 10 0 < 2
26 divgt0 12110 . . . . . . . . . 10 ((((𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 + 𝐴)) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2))
2724, 25, 26mpanr12 705 . . . . . . . . 9 (((𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 + 𝐴)) → 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2))
2816, 23, 27syl2anc 584 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2))
293a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → π ∈ ℝ)
3011, 6, 6, 21ltadd2dd 11394 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 + 𝐴) < (𝐵 + 𝐵))
3172timesd 12484 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (2 · 𝐵) = (𝐵 + 𝐵))
3230, 31breqtrrd 5147 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐵 + 𝐴) < (2 · 𝐵))
3324a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 2 ∈ ℝ)
3425a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 < 2)
35 ltdivmul 12117 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → (((𝐵 + 𝐴) / 2) < 𝐵 ↔ (𝐵 + 𝐴) < (2 · 𝐵)))
3616, 6, 33, 34, 35syl112anc 1376 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐵 + 𝐴) / 2) < 𝐵 ↔ (𝐵 + 𝐴) < (2 · 𝐵)))
3732, 36mpbird 257 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) < 𝐵)
385simp3d 1144 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵 ≤ π)
3917, 6, 29, 37, 38ltletrd 11395 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) < π)
40 0xr 11282 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ*
413rexri 11293 . . . . . . . . 9 π ∈ ℝ*
42 elioo2 13403 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ*) → (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∧ ((𝐵 + 𝐴) / 2) < π)))
4340, 41, 42mp2an 692 . . . . . . . 8 (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∧ ((𝐵 + 𝐴) / 2) < π))
4417, 28, 39, 43syl3anbrc 1344 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π))
45 sinq12gt0 26468 . . . . . . 7 (((𝐵 + 𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) → 0 < (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)))
4644, 45syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)))
4718, 46elrpd 13048 . . . . 5 (𝜑 → (sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) ∈ ℝ+)
486, 11resubcld 11665 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ ℝ)
4948rehalfcld 12488 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵𝐴) / 2) ∈ ℝ)
5049resincld 16161 . . . . . 6 (𝜑 → (sin‘((𝐵𝐴) / 2)) ∈ ℝ)
5111, 6posdifd 11824 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵𝐴)))
5221, 51mpbid 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 0 < (𝐵𝐴))
53 divgt0 12110 . . . . . . . . . 10 ((((𝐵𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵𝐴)) ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → 0 < ((𝐵𝐴) / 2))
5424, 25, 53mpanr12 705 . . . . . . . . 9 (((𝐵𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵𝐴)) → 0 < ((𝐵𝐴) / 2))
5548, 52, 54syl2anc 584 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < ((𝐵𝐴) / 2))
56 rehalfcl 12468 . . . . . . . . . 10 (π ∈ ℝ → (π / 2) ∈ ℝ)
573, 56mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π / 2) ∈ ℝ)
586, 11subge02d 11829 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (0 ≤ 𝐴 ↔ (𝐵𝐴) ≤ 𝐵))
5920, 58mpbid 232 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ 𝐵)
6048, 6, 29, 59, 38letrd 11392 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≤ π)
61 lediv1 12107 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵𝐴) ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ (2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2)) → ((𝐵𝐴) ≤ π ↔ ((𝐵𝐴) / 2) ≤ (π / 2)))
6248, 29, 33, 34, 61syl112anc 1376 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐵𝐴) ≤ π ↔ ((𝐵𝐴) / 2) ≤ (π / 2)))
6360, 62mpbid 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐵𝐴) / 2) ≤ (π / 2))
64 pirp 26422 . . . . . . . . . 10 π ∈ ℝ+
65 rphalflt 13038 . . . . . . . . . 10 (π ∈ ℝ+ → (π / 2) < π)
6664, 65mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (π / 2) < π)
6749, 57, 29, 63, 66lelttrd 11393 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵𝐴) / 2) < π)
68 elioo2 13403 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ*) → (((𝐵𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵𝐴) / 2) ∧ ((𝐵𝐴) / 2) < π)))
6940, 41, 68mp2an 692 . . . . . . . 8 (((𝐵𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) ↔ (((𝐵𝐴) / 2) ∈ ℝ ∧ 0 < ((𝐵𝐴) / 2) ∧ ((𝐵𝐴) / 2) < π))
7049, 55, 67, 69syl3anbrc 1344 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵𝐴) / 2) ∈ (0(,)π))
71 sinq12gt0 26468 . . . . . . 7 (((𝐵𝐴) / 2) ∈ (0(,)π) → 0 < (sin‘((𝐵𝐴) / 2)))
7270, 71syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < (sin‘((𝐵𝐴) / 2)))
7350, 72elrpd 13048 . . . . 5 (𝜑 → (sin‘((𝐵𝐴) / 2)) ∈ ℝ+)
7447, 73rpmulcld 13067 . . . 4 (𝜑 → ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵𝐴) / 2))) ∈ ℝ+)
75 rpmulcl 13032 . . . 4 ((2 ∈ ℝ+ ∧ ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵𝐴) / 2))) ∈ ℝ+) → (2 · ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵𝐴) / 2)))) ∈ ℝ+)
7615, 74, 75sylancr 587 . . 3 (𝜑 → (2 · ((sin‘((𝐵 + 𝐴) / 2)) · (sin‘((𝐵𝐴) / 2)))) ∈ ℝ+)
7714, 76eqeltrd 2834 . 2 (𝜑 → ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) ∈ ℝ+)
786recoscld 16162 . . 3 (𝜑 → (cos‘𝐵) ∈ ℝ)
7911recoscld 16162 . . 3 (𝜑 → (cos‘𝐴) ∈ ℝ)
80 difrp 13047 . . 3 (((cos‘𝐵) ∈ ℝ ∧ (cos‘𝐴) ∈ ℝ) → ((cos‘𝐵) < (cos‘𝐴) ↔ ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) ∈ ℝ+))
8178, 79, 80syl2anc 584 . 2 (𝜑 → ((cos‘𝐵) < (cos‘𝐴) ↔ ((cos‘𝐴) − (cos‘𝐵)) ∈ ℝ+))
8277, 81mpbird 257 1 (𝜑 → (cos‘𝐵) < (cos‘𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2108   class class class wbr 5119  cfv 6531  (class class class)co 7405  cc 11127  cr 11128  0cc0 11129   + caddc 11132   · cmul 11134  *cxr 11268   < clt 11269  cle 11270  cmin 11466   / cdiv 11894  2c2 12295  +crp 13008  (,)cioo 13362  [,]cicc 13365  sincsin 16079  cosccos 16080  πcpi 16082
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-inf2 9655  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206  ax-pre-sup 11207  ax-addf 11208
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-tp 4606  df-op 4608  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-iin 4970  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-se 5607  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7671  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8160  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8719  df-map 8842  df-pm 8843  df-ixp 8912  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-fsupp 9374  df-fi 9423  df-sup 9454  df-inf 9455  df-oi 9524  df-card 9953  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11895  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12502  df-z 12589  df-dec 12709  df-uz 12853  df-q 12965  df-rp 13009  df-xneg 13128  df-xadd 13129  df-xmul 13130  df-ioo 13366  df-ioc 13367  df-ico 13368  df-icc 13369  df-fz 13525  df-fzo 13672  df-fl 13809  df-seq 14020  df-exp 14080  df-fac 14292  df-bc 14321  df-hash 14349  df-shft 15086  df-cj 15118  df-re 15119  df-im 15120  df-sqrt 15254  df-abs 15255  df-limsup 15487  df-clim 15504  df-rlim 15505  df-sum 15703  df-ef 16083  df-sin 16085  df-cos 16086  df-pi 16088  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17252  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-starv 17286  df-sca 17287  df-vsca 17288  df-ip 17289  df-tset 17290  df-ple 17291  df-ds 17293  df-unif 17294  df-hom 17295  df-cco 17296  df-rest 17436  df-topn 17437  df-0g 17455  df-gsum 17456  df-topgen 17457  df-pt 17458  df-prds 17461  df-xrs 17516  df-qtop 17521  df-imas 17522  df-xps 17524  df-mre 17598  df-mrc 17599  df-acs 17601  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-submnd 18762  df-mulg 19051  df-cntz 19300  df-cmn 19763  df-psmet 21307  df-xmet 21308  df-met 21309  df-bl 21310  df-mopn 21311  df-fbas 21312  df-fg 21313  df-cnfld 21316  df-top 22832  df-topon 22849  df-topsp 22871  df-bases 22884  df-cld 22957  df-ntr 22958  df-cls 22959  df-nei 23036  df-lp 23074  df-perf 23075  df-cn 23165  df-cnp 23166  df-haus 23253  df-tx 23500  df-hmeo 23693  df-fil 23784  df-fm 23876  df-flim 23877  df-flf 23878  df-xms 24259  df-ms 24260  df-tms 24261  df-cncf 24822  df-limc 25819  df-dv 25820
This theorem is referenced by:  cosord  26492  cos0pilt1  26493
  Copyright terms: Public domain W3C validator