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Theorem dirkertrigeqlem1 44329
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.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7365 . . . . 5 (𝑥 = 1 → (2 · 𝑥) = (2 · 1))
21oveq2d 7373 . . . 4 (𝑥 = 1 → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · 1)))
32sumeq1d 15586 . . 3 (𝑥 = 1 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)))
43eqeq1d 2738 . 2 (𝑥 = 1 → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
5 oveq2 7365 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (2 · 𝑥) = (2 · 𝑦))
65oveq2d 7373 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · 𝑦)))
76sumeq1d 15586 . . 3 (𝑥 = 𝑦 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)))
87eqeq1d 2738 . 2 (𝑥 = 𝑦 → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
9 oveq2 7365 . . . . 5 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (2 · 𝑥) = (2 · (𝑦 + 1)))
109oveq2d 7373 . . . 4 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · (𝑦 + 1))))
1110sumeq1d 15586 . . 3 (𝑥 = (𝑦 + 1) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)))
1211eqeq1d 2738 . 2 (𝑥 = (𝑦 + 1) → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
13 oveq2 7365 . . . . 5 (𝑥 = 𝐾 → (2 · 𝑥) = (2 · 𝐾))
1413oveq2d 7373 . . . 4 (𝑥 = 𝐾 → (1...(2 · 𝑥)) = (1...(2 · 𝐾)))
1514sumeq1d 15586 . . 3 (𝑥 = 𝐾 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)))
1615eqeq1d 2738 . 2 (𝑥 = 𝐾 → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑥))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 ↔ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
17 ax-1cn 11109 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
18172timesi 12291 . . . . 5 (2 · 1) = (1 + 1)
1918oveq2i 7368 . . . 4 (1...(2 · 1)) = (1...(1 + 1))
2019sumeq1i 15583 . . 3 Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π))
21 1z 12533 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
22 uzid 12778 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → 1 ∈ (ℤ‘1))
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . 7 1 ∈ (ℤ‘1)
2423a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → 1 ∈ (ℤ‘1))
25 elfzelz 13441 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(1 + 1)) → 𝑛 ∈ ℤ)
2625zcnd 12608 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(1 + 1)) → 𝑛 ∈ ℂ)
2726adantl 482 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → 𝑛 ∈ ℂ)
28 picn 25816 . . . . . . . . 9 π ∈ ℂ
2928a1i 11 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → π ∈ ℂ)
3027, 29mulcld 11175 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → (𝑛 · π) ∈ ℂ)
3130coscld 16013 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑛 ∈ (1...(1 + 1))) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
32 id 22 . . . . . . . 8 (𝑛 = (1 + 1) → 𝑛 = (1 + 1))
33 1p1e2 12278 . . . . . . . 8 (1 + 1) = 2
3432, 33eqtrdi 2792 . . . . . . 7 (𝑛 = (1 + 1) → 𝑛 = 2)
3534fvoveq1d 7379 . . . . . 6 (𝑛 = (1 + 1) → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘(2 · π)))
3624, 31, 35fsump1 15641 . . . . 5 (⊤ → Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(2 · π))))
3736mptru 1548 . . . 4 Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(2 · π)))
38 coscl 16009 . . . . . . . 8 (π ∈ ℂ → (cos‘π) ∈ ℂ)
3928, 38ax-mp 5 . . . . . . 7 (cos‘π) ∈ ℂ
40 oveq1 7364 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 1 → (𝑛 · π) = (1 · π))
4128mulid2i 11160 . . . . . . . . . 10 (1 · π) = π
4240, 41eqtrdi 2792 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 1 → (𝑛 · π) = π)
4342fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (𝑛 = 1 → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘π))
4443fsum1 15632 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℤ ∧ (cos‘π) ∈ ℂ) → Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘π))
4521, 39, 44mp2an 690 . . . . . 6 Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘π)
46 cospi 25829 . . . . . 6 (cos‘π) = -1
4745, 46eqtri 2764 . . . . 5 Σ𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) = -1
48 cos2pi 25833 . . . . 5 (cos‘(2 · π)) = 1
4947, 48oveq12i 7369 . . . 4 𝑛 ∈ (1...1)(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(2 · π))) = (-1 + 1)
50 neg1cn 12267 . . . . 5 -1 ∈ ℂ
51 1pneg1e0 12272 . . . . 5 (1 + -1) = 0
5217, 50, 51addcomli 11347 . . . 4 (-1 + 1) = 0
5337, 49, 523eqtri 2768 . . 3 Σ𝑛 ∈ (1...(1 + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = 0
5420, 53eqtri 2764 . 2 Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 1))(cos‘(𝑛 · π)) = 0
5518oveq2i 7368 . . . . . . . 8 ((2 · 𝑦) + (2 · 1)) = ((2 · 𝑦) + (1 + 1))
56 2cnd 12231 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℂ)
57 nncn 12161 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
5817a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
5956, 57, 58adddid 11179 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · (𝑦 + 1)) = ((2 · 𝑦) + (2 · 1)))
6056, 57mulcld 11175 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℂ)
6160, 58, 58addassd 11177 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) + 1) = ((2 · 𝑦) + (1 + 1)))
6255, 59, 613eqtr4a 2802 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · (𝑦 + 1)) = (((2 · 𝑦) + 1) + 1))
6362oveq2d 7373 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ℕ → (1...(2 · (𝑦 + 1))) = (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)))
6463sumeq1d 15586 . . . . 5 (𝑦 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = Σ𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))(cos‘(𝑛 · π)))
6564adantr 481 . . . 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 11156 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → 1 ∈ ℝ)
67 2re 12227 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ
6867a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ)
69 nnre 12160 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ)
7068, 69remulcld 11185 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℝ)
7170, 66readdcld 11184 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + 1) ∈ ℝ)
72 2rp 12920 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ+
7372a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℝ+)
74 nnrp 12926 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ+)
7573, 74rpmulcld 12973 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℝ+)
7666, 75ltaddrp2d 12991 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → 1 < ((2 · 𝑦) + 1))
7766, 71, 76ltled 11303 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ → 1 ≤ ((2 · 𝑦) + 1))
78 2z 12535 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℤ
7978a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 2 ∈ ℤ)
80 nnz 12520 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
8179, 80zmulcld 12613 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ ℤ)
8281peano2zd 12610 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + 1) ∈ ℤ)
83 eluz 12777 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℤ ∧ ((2 · 𝑦) + 1) ∈ ℤ) → (((2 · 𝑦) + 1) ∈ (ℤ‘1) ↔ 1 ≤ ((2 · 𝑦) + 1)))
8421, 82, 83sylancr 587 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) ∈ (ℤ‘1) ↔ 1 ≤ ((2 · 𝑦) + 1)))
8577, 84mpbird 256 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + 1) ∈ (ℤ‘1))
86 elfzelz 13441 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → 𝑛 ∈ ℤ)
8786zcnd 12608 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → 𝑛 ∈ ℂ)
8828a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → π ∈ ℂ)
8987, 88mulcld 11175 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → (𝑛 · π) ∈ ℂ)
9089coscld 16013 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1)) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
9190adantl 482 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ (1...(((2 · 𝑦) + 1) + 1))) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
92 fvoveq1 7380 . . . . . 6 (𝑛 = (((2 · 𝑦) + 1) + 1) → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π)))
9385, 91, 92fsump1 15641 . . . . 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))))
9493adantr 481 . . . 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 12324 . . . . . . . . . . . 12 1 < 2
9695a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → 1 < 2)
97 2t1e2 12316 . . . . . . . . . . . 12 (2 · 1) = 2
98 nnge1 12181 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑦)
9966, 69, 73lemul2d 13001 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → (1 ≤ 𝑦 ↔ (2 · 1) ≤ (2 · 𝑦)))
10098, 99mpbid 231 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 1) ≤ (2 · 𝑦))
10197, 100eqbrtrrid 5141 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → 2 ≤ (2 · 𝑦))
10266, 68, 70, 96, 101ltletrd 11315 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → 1 < (2 · 𝑦))
10366, 70, 102ltled 11303 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → 1 ≤ (2 · 𝑦))
104 eluz 12777 . . . . . . . . . 10 ((1 ∈ ℤ ∧ (2 · 𝑦) ∈ ℤ) → ((2 · 𝑦) ∈ (ℤ‘1) ↔ 1 ≤ (2 · 𝑦)))
10521, 81, 104sylancr 587 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) ∈ (ℤ‘1) ↔ 1 ≤ (2 · 𝑦)))
106103, 105mpbird 256 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) ∈ (ℤ‘1))
107 elfzelz 13441 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → 𝑛 ∈ ℤ)
108107zcnd 12608 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → 𝑛 ∈ ℂ)
10928a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → π ∈ ℂ)
110108, 109mulcld 11175 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → (𝑛 · π) ∈ ℂ)
111110coscld 16013 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1)) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
112111adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))) → (cos‘(𝑛 · π)) ∈ ℂ)
113 fvoveq1 7380 . . . . . . . 8 (𝑛 = ((2 · 𝑦) + 1) → (cos‘(𝑛 · π)) = (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)))
114106, 112, 113fsump1 15641 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...((2 · 𝑦) + 1))(cos‘(𝑛 · π)) = (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) + (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π))))
11533, 97eqtr4i 2767 . . . . . . . . . . . 12 (1 + 1) = (2 · 1)
116115a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → (1 + 1) = (2 · 1))
117116oveq2d 7373 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) + (1 + 1)) = ((2 · 𝑦) + (2 · 1)))
118117, 61, 593eqtr4d 2786 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) + 1) = (2 · (𝑦 + 1)))
119118fvoveq1d 7379 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π)) = (cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)))
12057, 58addcld 11174 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℂ)
12128a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → π ∈ ℂ)
12256, 120, 121mulassd 11178 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · (𝑦 + 1)) · π) = (2 · ((𝑦 + 1) · π)))
123122oveq1d 7372 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) = ((2 · ((𝑦 + 1) · π)) / (2 · π)))
124120, 121mulcld 11175 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → ((𝑦 + 1) · π) ∈ ℂ)
125 0re 11157 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ
126 pipos 25817 . . . . . . . . . . . . . 14 0 < π
127125, 126gtneii 11267 . . . . . . . . . . . . 13 π ≠ 0
128127a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → π ≠ 0)
12973rpne0d 12962 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → 2 ≠ 0)
130124, 121, 56, 128, 129divcan5d 11957 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · ((𝑦 + 1) · π)) / (2 · π)) = (((𝑦 + 1) · π) / π))
131120, 121, 128divcan4d 11937 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → (((𝑦 + 1) · π) / π) = (𝑦 + 1))
132123, 130, 1313eqtrd 2780 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) = (𝑦 + 1))
13380peano2zd 12610 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℤ)
134132, 133eqeltrd 2838 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) ∈ ℤ)
135 peano2cn 11327 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℂ → (𝑦 + 1) ∈ ℂ)
13657, 135syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℂ)
13756, 136mulcld 11175 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · (𝑦 + 1)) ∈ ℂ)
138137, 121mulcld 11175 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · (𝑦 + 1)) · π) ∈ ℂ)
139 coseq1 25881 . . . . . . . . . 10 (((2 · (𝑦 + 1)) · π) ∈ ℂ → ((cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)) = 1 ↔ (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) ∈ ℤ))
140138, 139syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → ((cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)) = 1 ↔ (((2 · (𝑦 + 1)) · π) / (2 · π)) ∈ ℤ))
141134, 140mpbird 256 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘((2 · (𝑦 + 1)) · π)) = 1)
142119, 141eqtrd 2776 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘((((2 · 𝑦) + 1) + 1) · π)) = 1)
143114, 142oveq12d 7375 . . . . . 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))
144143adantr 481 . . . . 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 485 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)
14660, 58, 121adddird 11180 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) · π) = (((2 · 𝑦) · π) + (1 · π)))
14760, 121mulcld 11175 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) · π) ∈ ℂ)
14841, 121eqeltrid 2842 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → (1 · π) ∈ ℂ)
149147, 148addcomd 11357 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) · π) + (1 · π)) = ((1 · π) + ((2 · 𝑦) · π)))
15041a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → (1 · π) = π)
15156, 57mulcomd 11176 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ∈ ℕ → (2 · 𝑦) = (𝑦 · 2))
152151oveq1d 7372 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) · π) = ((𝑦 · 2) · π))
15357, 56, 121mulassd 11178 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ ℕ → ((𝑦 · 2) · π) = (𝑦 · (2 · π)))
154152, 153eqtrd 2776 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℕ → ((2 · 𝑦) · π) = (𝑦 · (2 · π)))
155150, 154oveq12d 7375 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ℕ → ((1 · π) + ((2 · 𝑦) · π)) = (π + (𝑦 · (2 · π))))
156146, 149, 1553eqtrd 2780 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ℕ → (((2 · 𝑦) + 1) · π) = (π + (𝑦 · (2 · π))))
157156fveq2d 6846 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)) = (cos‘(π + (𝑦 · (2 · π)))))
158 cosper 25839 . . . . . . . . . . 11 ((π ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (cos‘(π + (𝑦 · (2 · π)))) = (cos‘π))
15928, 80, 158sylancr 587 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘(π + (𝑦 · (2 · π)))) = (cos‘π))
16046a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘π) = -1)
161157, 159, 1603eqtrd 2780 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℕ → (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)) = -1)
162161adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → (cos‘(((2 · 𝑦) + 1) · π)) = -1)
163145, 162oveq12d 7375 . . . . . . 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))
164163oveq1d 7372 . . . . . 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))
16550addid2i 11343 . . . . . . . 8 (0 + -1) = -1
166165oveq1i 7367 . . . . . . 7 ((0 + -1) + 1) = (-1 + 1)
167166, 52eqtri 2764 . . . . . 6 ((0 + -1) + 1) = 0
168164, 167eqtrdi 2792 . . . . 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)
169144, 168eqtrd 2776 . . . 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)
17065, 94, 1693eqtrd 2780 . . 3 ((𝑦 ∈ ℕ ∧ Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0) → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)
171170ex 413 . 2 (𝑦 ∈ ℕ → (Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝑦))(cos‘(𝑛 · π)) = 0 → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · (𝑦 + 1)))(cos‘(𝑛 · π)) = 0))
1724, 8, 12, 16, 54, 171nnind 12171 1 (𝐾 ∈ ℕ → Σ𝑛 ∈ (1...(2 · 𝐾))(cos‘(𝑛 · π)) = 0)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1541  wtru 1542  wcel 2106  wne 2943   class class class wbr 5105  cfv 6496  (class class class)co 7357  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051  1c1 11052   + caddc 11054   · cmul 11056   < clt 11189  cle 11190  -cneg 11386   / cdiv 11812  cn 12153  2c2 12208  cz 12499  cuz 12763  +crp 12915  ...cfz 13424  Σcsu 15570  cosccos 15947  πcpi 15949
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129  ax-addf 11130  ax-mulf 11131
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-fi 9347  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-xneg 13033  df-xadd 13034  df-xmul 13035  df-ioo 13268  df-ioc 13269  df-ico 13270  df-icc 13271  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-fac 14174  df-bc 14203  df-hash 14231  df-shft 14952  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-limsup 15353  df-clim 15370  df-rlim 15371  df-sum 15571  df-ef 15950  df-sin 15952  df-cos 15953  df-pi 15955  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-starv 17148  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-unif 17156  df-hom 17157  df-cco 17158  df-rest 17304  df-topn 17305  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-topgen 17325  df-pt 17326  df-prds 17329  df-xrs 17384  df-qtop 17389  df-imas 17390  df-xps 17392  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-submnd 18602  df-mulg 18873  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-psmet 20788  df-xmet 20789  df-met 20790  df-bl 20791  df-mopn 20792  df-fbas 20793  df-fg 20794  df-cnfld 20797  df-top 22243  df-topon 22260  df-topsp 22282  df-bases 22296  df-cld 22370  df-ntr 22371  df-cls 22372  df-nei 22449  df-lp 22487  df-perf 22488  df-cn 22578  df-cnp 22579  df-haus 22666  df-tx 22913  df-hmeo 23106  df-fil 23197  df-fm 23289  df-flim 23290  df-flf 23291  df-xms 23673  df-ms 23674  df-tms 23675  df-cncf 24241  df-limc 25230  df-dv 25231
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