Theorem dirkertrigeqlem1 41252

Description: Sum of an even number of alternating cos values. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Assertion

Ref	Expression
dirkertrigeqlem1	⊢ (𝐾 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)

Distinct variable group:   𝑛,𝐾

Proof of Theorem dirkertrigeqlem1

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 6932	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → (2 · 𝑥) = (2 · 1))
2	1	oveq2d 6940	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 1 → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · 1)))
3	2	sumeq1d 14843	. . 3 ⊢ (𝑥 = 1 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)))
4	3	eqeq1d 2780	. 2 ⊢ (𝑥 = 1 → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
5		oveq2 6932	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (2 · 𝑥) = (2 · 𝑦))
6	5	oveq2d 6940	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · 𝑦)))
7	6	sumeq1d 14843	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)))
8	7	eqeq1d 2780	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
9		oveq2 6932	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (2 · 𝑥) = (2 · (𝑦 + 1)))
10	9	oveq2d 6940	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · (𝑦 + 1))))
11	10	sumeq1d 14843	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)))
12	11	eqeq1d 2780	. 2 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
13		oveq2 6932	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐾 → (2 · 𝑥) = (2 · 𝐾))
14	13	oveq2d 6940	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐾 → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · 𝐾)))
15	14	sumeq1d 14843	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝐾 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)))
16	15	eqeq1d 2780	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝐾 → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
17		ax-1cn 10332	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℂ
18	17	2timesi 11524	. . . . 5 ⊢ (2 · 1) = (1 + 1)
19	18	oveq2i 6935	. . . 4 ⊢ (1...(2 · 1)) = (1...(1 + 1))
20	19	sumeq1i 14840	. . 3 ⊢ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π))
21		1z 11763	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℤ
22		uzid 12011	. . . . . . . 8 ⊢ (1 ∈ ℤ → 1 ∈ (ℤ≥‘1))
23	21, 22	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ (ℤ≥‘1)
24	23	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → 1 ∈ (ℤ≥‘1))
25		elfzelz 12663	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(1 + 1)) → 𝑛 ∈ ℤ)
26	25	zcnd 11839	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(1 + 1)) → 𝑛 ∈ ℂ)
27	26	adantl 475	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → 𝑛 ∈ ℂ)
28		picn 24653	. . . . . . . . 9 ⊢ π ∈ ℂ
29	28	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → π ∈ ℂ)
30	27, 29	mulcld 10399	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → (𝑛 · π) ∈ ℂ)
31	30	coscld 15267	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
32		id 22	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = (1 + 1) → 𝑛 = (1 + 1))
33		1p1e2 11511	. . . . . . . 8 ⊢ (1 + 1) = 2
34	32, 33	syl6eq 2830	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = (1 + 1) → 𝑛 = 2)
35	34	fvoveq1d 6946	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = (1 + 1) → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘(2 · π)))
36	24, 31, 35	fsump1 14896	. . . . 5 ⊢ (⊤ → Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(2 · π))))
37	36	mptru 1609	. . . 4 ⊢ Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(2 · π)))
38		coscl 15263	. . . . . . . 8 ⊢ (π ∈ ℂ → (cos‘π) ∈ ℂ)
39	28, 38	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (cos‘π) ∈ ℂ
40		oveq1 6931	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 = 1 → (𝑛 · π) = (1 · π))
41	28	mulid2i 10384	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1 · π) = π
42	40, 41	syl6eq 2830	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 1 → (𝑛 · π) = π)
43	42	fveq2d 6452	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 1 → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘π))
44	43	fsum1 14887	. . . . . . 7 ⊢ ((1 ∈ ℤ ∧ (cos‘π) ∈ ℂ) → Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘π))
45	21, 39, 44	mp2an 682	. . . . . 6 ⊢ Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘π)
46		cospi 24666	. . . . . 6 ⊢ (cos‘π) = -1
47	45, 46	eqtri 2802	. . . . 5 ⊢ Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) = -1
48		cos2pi 24670	. . . . 5 ⊢ (cos‘(2 · π)) = 1
49	47, 48	oveq12i 6936	. . . 4 ⊢ (Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(2 · π))) = (-1 + 1)
50		neg1cn 11500	. . . . 5 ⊢ -1 ∈ ℂ
51		1pneg1e0 11505	. . . . 5 ⊢ (1 + -1) = 0
52	17, 50, 51	addcomli 10570	. . . 4 ⊢ (-1 + 1) = 0
53	37, 49, 52	3eqtri 2806	. . 3 ⊢ Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = 0
54	20, 53	eqtri 2802	. 2 ⊢ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)) = 0
55	18	oveq2i 6935	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 · 𝑦) + (2 · 1)) = ((2 · 𝑦) + (1 + 1))
56		2cnd 11457	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
57		nncn 11387	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
58	17	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
59	56, 57, 58	adddid 10403	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · (𝑦 + 1)) = ((2 · 𝑦) + (2 · 1)))
60	56, 57	mulcld 10399	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℂ)
61	60, 58, 58	addassd 10401	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) + 1) = ((2 · 𝑦) + (1 + 1)))
62	55, 59, 61	3eqtr4a 2840	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · (𝑦 + 1)) = (((2 · 𝑦) + 1) + 1))
63	62	oveq2d 6940	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1...(2 · (𝑦 + 1))) = (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)))
64	63	sumeq1d 14843	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))(cos‘(𝑛 · π)))
65	64	adantr 474	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))(cos‘(𝑛 · π)))
66		1red 10379	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
67		2re 11453	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℝ
68	67	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
69		nnre 11386	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ)
70	68, 69	remulcld 10409	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℝ)
71	70, 66	readdcld 10408	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
72		2rp 12146	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℝ+
73	72	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
74		nnrp 12154	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ+)
75	73, 74	rpmulcld 12201	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℝ+)
76	66, 75	ltaddrp2d 12219	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 < ((2 · 𝑦) + 1))
77	66, 71, 76	ltled 10526	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 ≤ ((2 · 𝑦) + 1))
78		2z 11765	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℤ
79	78	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ)
80		nnz 11755	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
81	79, 80	zmulcld 11844	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℤ)
82	81	peano2zd 11841	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + 1) ∈ ℤ)
83		eluz 12010	. . . . . . . 8 ⊢ ((1 ∈ ℤ ∧ ((2 · 𝑦) + 1) ∈ ℤ) → (((2 · 𝑦) + 1) ∈ (ℤ≥‘1) ↔ 1 ≤ ((2 · 𝑦) + 1)))
84	21, 82, 83	sylancr 581	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) ∈ (ℤ≥‘1) ↔ 1 ≤ ((2 · 𝑦) + 1)))
85	77, 84	mpbird 249	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + 1) ∈ (ℤ≥‘1))
86		elfzelz 12663	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → 𝑛 ∈ ℤ)
87	86	zcnd 11839	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → 𝑛 ∈ ℂ)
88	28	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → π ∈ ℂ)
89	87, 88	mulcld 10399	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → (𝑛 · π) ∈ ℂ)
90	89	coscld 15267	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
91	90	adantl 475	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
92		fvoveq1 6947	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = (((2 · 𝑦) + 1) + 1) → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π)))
93	85, 91, 92	fsump1 14896	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π))))
94	93	adantr 474	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → Σ𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π))))
95		1lt2 11557	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 < 2
96	95	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 < 2)
97		2t1e2 11549	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (2 · 1) = 2
98		nnge1 11408	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑦)
99	66, 69, 73	lemul2d 12229	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1 ≤ 𝑦 ↔ (2 · 1) ≤ (2 · 𝑦)))
100	98, 99	mpbid 224	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑦))
101	97, 100	syl5eqbrr 4924	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 2 ≤ (2 · 𝑦))
102	66, 68, 70, 96, 101	ltletrd 10538	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 < (2 · 𝑦))
103	66, 70, 102	ltled 10526	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 1 ≤ (2 · 𝑦))
104		eluz 12010	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((1 ∈ ℤ ∧ (2 · 𝑦) ∈ ℤ) → ((2 · 𝑦) ∈ (ℤ≥‘1) ↔ 1 ≤ (2 · 𝑦)))
105	21, 81, 104	sylancr 581	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) ∈ (ℤ≥‘1) ↔ 1 ≤ (2 · 𝑦)))
106	103, 105	mpbird 249	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ (ℤ≥‘1))
107		elfzelz 12663	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → 𝑛 ∈ ℤ)
108	107	zcnd 11839	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → 𝑛 ∈ ℂ)
109	28	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → π ∈ ℂ)
110	108, 109	mulcld 10399	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → (𝑛 · π) ∈ ℂ)
111	110	coscld 15267	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
112	111	adantl 475	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
113		fvoveq1 6947	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = ((2 · 𝑦) + 1) → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)))
114	106, 112, 113	fsump1 14896	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))))
115	33, 97	eqtr4i 2805	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1 + 1) = (2 · 1)
116	115	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1 + 1) = (2 · 1))
117	116	oveq2d 6940	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + (1 + 1)) = ((2 · 𝑦) + (2 · 1)))
118	117, 61, 59	3eqtr4d 2824	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) + 1) = (2 · (𝑦 + 1)))
119	118	fvoveq1d 6946	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π)) = (cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)))
120	57, 58	addcld 10398	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℂ)
121	28	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → π ∈ ℂ)
122	56, 120, 121	mulassd 10402	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · (𝑦 + 1)) · π) = (2 · ((𝑦 + 1) · π)))
123	122	oveq1d 6939	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) = ((2 · ((𝑦 + 1) · π)) / (2 · π)))
124	120, 121	mulcld 10399	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((𝑦 + 1) · π) ∈ ℂ)
125		0re 10380	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 0 ∈ ℝ
126		pipos 24654	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 0 < π
127	125, 126	gtneii 10490	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ π ≠ 0
128	127	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → π ≠ 0)
129	73	rpne0d 12190	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 2 ≠ 0)
130	124, 121, 56, 128, 129	divcan5d 11179	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · ((𝑦 + 1) · π)) / (2 · π)) = (((𝑦 + 1) · π) / π))
131	120, 121, 128	divcan4d 11159	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((𝑦 + 1) · π) / π) = (𝑦 + 1))
132	123, 130, 131	3eqtrd 2818	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) = (𝑦 + 1))
133	80	peano2zd 11841	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℤ)
134	132, 133	eqeltrd 2859	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) ∈ ℤ)
135		peano2cn 10550	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℂ → (𝑦 + 1) ∈ ℂ)
136	57, 135	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℂ)
137	56, 136	mulcld 10399	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · (𝑦 + 1)) ∈ ℂ)
138	137, 121	mulcld 10399	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · (𝑦 + 1)) · π) ∈ ℂ)
139		coseq1 24716	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((2 · (𝑦 + 1)) · π) ∈ ℂ → ((cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)) = 1 ↔ (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) ∈ ℤ))
140	138, 139	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)) = 1 ↔ (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) ∈ ℤ))
141	134, 140	mpbird 249	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)) = 1)
142	119, 141	eqtrd 2814	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π)) = 1)
143	114, 142	oveq12d 6942	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π))) = ((Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))) + 1))
144	143	adantr 474	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → (Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π))) = ((Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))) + 1))
145		simpr 479	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)
146	60, 58, 121	adddird 10404	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) · π) = (((2 · 𝑦) · π) + (1 · π)))
147	60, 121	mulcld 10399	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) · π) ∈ ℂ)
148	41, 121	syl5eqel 2863	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1 · π) ∈ ℂ)
149	147, 148	addcomd 10580	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) · π) + (1 · π)) = ((1 · π) + ((2 · 𝑦) · π)))
150	41	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (1 · π) = π)
151	56, 57	mulcomd 10400	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) = (𝑦 · 2))
152	151	oveq1d 6939	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) · π) = ((𝑦 · 2) · π))
153	57, 56, 121	mulassd 10402	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((𝑦 · 2) · π) = (𝑦 · (2 · π)))
154	152, 153	eqtrd 2814	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) · π) = (𝑦 · (2 · π)))
155	150, 154	oveq12d 6942	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((1 · π) + ((2 · 𝑦) · π)) = (π + (𝑦 · (2 · π))))
156	146, 149, 155	3eqtrd 2818	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) · π) = (π + (𝑦 · (2 · π))))
157	156	fveq2d 6452	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)) = (cos‘(π + (𝑦 · (2 · π)))))
158		cosper 24676	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((π ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (cos‘(π + (𝑦 · (2 · π)))) = (cos‘π))
159	28, 80, 158	sylancr 581	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘(π + (𝑦 · (2 · π)))) = (cos‘π))
160	46	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘π) = -1)
161	157, 159, 160	3eqtrd 2818	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)) = -1)
162	161	adantr 474	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)) = -1)
163	145, 162	oveq12d 6942	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))) = (0 + -1))
164	163	oveq1d 6939	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → ((Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))) + 1) = ((0 + -1) + 1))
165	50	addid2i 10566	. . . . . . . 8 ⊢ (0 + -1) = -1
166	165	oveq1i 6934	. . . . . . 7 ⊢ ((0 + -1) + 1) = (-1 + 1)
167	166, 52	eqtri 2802	. . . . . 6 ⊢ ((0 + -1) + 1) = 0
168	164, 167	syl6eq 2830	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → ((Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))) + 1) = 0)
169	144, 168	eqtrd 2814	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → (Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π))) = 0)
170	65, 94, 169	3eqtrd 2818	. . 3 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)
171	170	ex 403	. 2 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
172	4, 8, 12, 16, 54, 171	nnind 11398	1 ⊢ (𝐾 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 386   = wceq 1601  ⊤wtru 1602   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2969   class class class wbr 4888  ‘cfv 6137  (class class class)co 6924  ℂcc 10272  ℝcr 10273  0cc0 10274  1c1 10275   + caddc 10277   · cmul 10279   < clt 10413   ≤ cle 10414  -cneg 10609   / cdiv 11034  ℕcn 11378  2c2 11434  ℤcz 11732  ℤ_≥cuz 11996  ℝ⁺crp 12141  ...cfz 12647  Σcsu 14828  cosccos 15201  πcpi 15203

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5008  ax-sep 5019  ax-nul 5027  ax-pow 5079  ax-pr 5140  ax-un 7228  ax-inf2 8837  ax-cnex 10330  ax-resscn 10331  ax-1cn 10332  ax-icn 10333  ax-addcl 10334  ax-addrcl 10335  ax-mulcl 10336  ax-mulrcl 10337  ax-mulcom 10338  ax-addass 10339  ax-mulass 10340  ax-distr 10341  ax-i2m1 10342  ax-1ne0 10343  ax-1rid 10344  ax-rnegex 10345  ax-rrecex 10346  ax-cnre 10347  ax-pre-lttri 10348  ax-pre-lttrn 10349  ax-pre-ltadd 10350  ax-pre-mulgt0 10351  ax-pre-sup 10352  ax-addf 10353  ax-mulf 10354

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-fal 1615  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4674  df-int 4713  df-iun 4757  df-iin 4758  df-br 4889  df-opab 4951  df-mpt 4968  df-tr 4990  df-id 5263  df-eprel 5268  df-po 5276  df-so 5277  df-fr 5316  df-se 5317  df-we 5318  df-xp 5363  df-rel 5364  df-cnv 5365  df-co 5366  df-dm 5367  df-rn 5368  df-res 5369  df-ima 5370  df-pred 5935  df-ord 5981  df-on 5982  df-lim 5983  df-suc 5984  df-iota 6101  df-fun 6139  df-fn 6140  df-f 6141  df-f1 6142  df-fo 6143  df-f1o 6144  df-fv 6145  df-isom 6146  df-riota 6885  df-ov 6927  df-oprab 6928  df-mpt2 6929  df-of 7176  df-om 7346  df-1st 7447  df-2nd 7448  df-supp 7579  df-wrecs 7691  df-recs 7753  df-rdg 7791  df-1o 7845  df-2o 7846  df-oadd 7849  df-er 8028  df-map 8144  df-pm 8145  df-ixp 8197  df-en 8244  df-dom 8245  df-sdom 8246  df-fin 8247  df-fsupp 8566  df-fi 8607  df-sup 8638  df-inf 8639  df-oi 8706  df-card 9100  df-cda 9327  df-pnf 10415  df-mnf 10416  df-xr 10417  df-ltxr 10418  df-le 10419  df-sub 10610  df-neg 10611  df-div 11035  df-nn 11379  df-2 11442  df-3 11443  df-4 11444  df-5 11445  df-6 11446  df-7 11447  df-8 11448  df-9 11449  df-n0 11647  df-z 11733  df-dec 11850  df-uz 11997  df-q 12100  df-rp 12142  df-xneg 12261  df-xadd 12262  df-xmul 12263  df-ioo 12495  df-ioc 12496  df-ico 12497  df-icc 12498  df-fz 12648  df-fzo 12789  df-fl 12916  df-mod 12992  df-seq 13124  df-exp 13183  df-fac 13383  df-bc 13412  df-hash 13440  df-shft 14218  df-cj 14250  df-re 14251  df-im 14252  df-sqrt 14386  df-abs 14387  df-limsup 14614  df-clim 14631  df-rlim 14632  df-sum 14829  df-ef 15204  df-sin 15206  df-cos 15207  df-pi 15209  df-struct 16261  df-ndx 16262  df-slot 16263  df-base 16265  df-sets 16266  df-ress 16267  df-plusg 16355  df-mulr 16356  df-starv 16357  df-sca 16358  df-vsca 16359  df-ip 16360  df-tset 16361  df-ple 16362  df-ds 16364  df-unif 16365  df-hom 16366  df-cco 16367  df-rest 16473  df-topn 16474  df-0g 16492  df-gsum 16493  df-topgen 16494  df-pt 16495  df-prds 16498  df-xrs 16552  df-qtop 16557  df-imas 16558  df-xps 16560  df-mre 16636  df-mrc 16637  df-acs 16639  df-mgm 17632  df-sgrp 17674  df-mnd 17685  df-submnd 17726  df-mulg 17932  df-cntz 18137  df-cmn 18585  df-psmet 20138  df-xmet 20139  df-met 20140  df-bl 20141  df-mopn 20142  df-fbas 20143  df-fg 20144  df-cnfld 20147  df-top 21110  df-topon 21127  df-topsp 21149  df-bases 21162  df-cld 21235  df-ntr 21236  df-cls 21237  df-nei 21314  df-lp 21352  df-perf 21353  df-cn 21443  df-cnp 21444  df-haus 21531  df-tx 21778  df-hmeo 21971  df-fil 22062  df-fm 22154  df-flim 22155  df-flf 22156  df-xms 22537  df-ms 22538  df-tms 22539  df-cncf 23093  df-limc 24071  df-dv 24072

This theorem is referenced by:  dirkertrigeqlem3  41254