Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  readvcot Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem readvcot 42810
Description: Real antiderivative of cotangent. (Contributed by SN, 7-Oct-2025.)
Hypothesis
Ref Expression
readvcot.d 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
Assertion
Ref Expression
readvcot (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐷   𝑥,𝑦
Allowed substitution hint:   𝐷(𝑦)

Proof of Theorem readvcot
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 reelprrecn 11121 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3 fveq2 6834 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
43neeq1d 2992 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5 readvcot.d . . . . . . 7 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
64, 5elrab2 3638 . . . . . 6 (𝑥𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7 resincl 16098 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
87adantr 480 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
9 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ≠ 0)
108, 9eldifsnd 4731 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
116, 10sylbi 217 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
1211adantl 481 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
13 fvexd 6849 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14 eldifi 4072 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
1514adantl 481 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
1615recnd 11164 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
1716abscld 15392 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
1817recnd 11164 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19 eldifsni 4734 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
2019adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
2116, 20absne0d 15403 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
2218, 21logcld 26547 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23 ovexd 7395 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
247recnd 11164 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
2524adantl 481 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26 fvexd 6849 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27 eqid 2737 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28 cnopn 24761 . . . . . . 7 ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
2928a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30 ax-resscn 11086 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
31 dfss2 3908 . . . . . . . 8 (ℝ ⊆ ℂ ↔ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
3230, 31mpbi 230 . . . . . . 7 (ℝ ∩ ℂ) = ℝ
3332a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
34 sincl 16084 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
3534adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36 fvexd 6849 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37 dvsin 25959 . . . . . . 7 (ℂ D sin) = cos
38 sinf 16082 . . . . . . . . . 10 sin:ℂ⟶ℂ
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
4039feqmptd 6902 . . . . . . . 8 (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
4140oveq2d 7376 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42 cosf 16083 . . . . . . . . 9 cos:ℂ⟶ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
4443feqmptd 6902 . . . . . . 7 (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4537, 41, 443eqtr3a 2796 . . . . . 6 (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4627, 2, 29, 33, 35, 36, 45dvmptres3 25933 . . . . 5 (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
475ssrab3 4023 . . . . . 6 𝐷 ⊆ ℝ
4847a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49 tgioo4 24780 . . . . 5 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
505resuppsinopn 42809 . . . . . 6 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
5150a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
522, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51dvmptres 25940 . . . 4 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53 eqid 2737 . . . . . 6 (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
5453readvrec 42808 . . . . 5 (ℝ D (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (log‘(abs‘𝑧)))) = (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (1 / 𝑧))
5554a1i 11 . . . 4 (⊤ → (ℝ D (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (log‘(abs‘𝑧)))) = (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (1 / 𝑧)))
56 2fveq3 6839 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57 oveq2 7368 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
582, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57dvmptco 25949 . . 3 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
5958mptru 1549 . 2 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
606simplbi 496 . . . . . 6 (𝑥𝐷𝑥 ∈ ℝ)
6160recoscld 16102 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
6261recnd 11164 . . . 4 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
636, 8sylbi 217 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
6463recnd 11164 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
656, 9sylbi 217 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
6662, 64, 65divrec2d 11926 . . 3 (𝑥𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6766mpteq2ia 5181 . 2 (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6859, 67eqtr4i 2763 1 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1542  wtru 1543  wcel 2114  wne 2933  {crab 3390  Vcvv 3430  cdif 3887  cin 3889  wss 3890  {csn 4568  {cpr 4570  cmpt 5167  ran crn 5625  wf 6488  cfv 6492  (class class class)co 7360  cc 11027  cr 11028  0cc0 11029  1c1 11030   · cmul 11034   / cdiv 11798  (,)cioo 13289  abscabs 15187  sincsin 16019  cosccos 16020  TopOpenctopn 17375  topGenctg 17391  fldccnfld 21344   D cdv 25840  logclog 26531
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-inf2 9553  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107  ax-addf 11108
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8104  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-2o 8399  df-er 8636  df-map 8768  df-pm 8769  df-ixp 8839  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-fsupp 9268  df-fi 9317  df-sup 9348  df-inf 9349  df-oi 9418  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-4 12237  df-5 12238  df-6 12239  df-7 12240  df-8 12241  df-9 12242  df-n0 12429  df-z 12516  df-dec 12636  df-uz 12780  df-q 12890  df-rp 12934  df-xneg 13054  df-xadd 13055  df-xmul 13056  df-ioo 13293  df-ioc 13294  df-ico 13295  df-icc 13296  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-fl 13742  df-mod 13820  df-seq 13955  df-exp 14015  df-fac 14227  df-bc 14256  df-hash 14284  df-shft 15020  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-limsup 15424  df-clim 15441  df-rlim 15442  df-sum 15640  df-ef 16023  df-sin 16025  df-cos 16026  df-tan 16027  df-pi 16028  df-struct 17108  df-sets 17125  df-slot 17143  df-ndx 17155  df-base 17171  df-ress 17192  df-plusg 17224  df-mulr 17225  df-starv 17226  df-sca 17227  df-vsca 17228  df-ip 17229  df-tset 17230  df-ple 17231  df-ds 17233  df-unif 17234  df-hom 17235  df-cco 17236  df-rest 17376  df-topn 17377  df-0g 17395  df-gsum 17396  df-topgen 17397  df-pt 17398  df-prds 17401  df-xrs 17457  df-qtop 17462  df-imas 17463  df-xps 17465  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-submnd 18743  df-mulg 19035  df-cntz 19283  df-cmn 19748  df-psmet 21336  df-xmet 21337  df-met 21338  df-bl 21339  df-mopn 21340  df-fbas 21341  df-fg 21342  df-cnfld 21345  df-top 22869  df-topon 22886  df-topsp 22908  df-bases 22921  df-cld 22994  df-ntr 22995  df-cls 22996  df-nei 23073  df-lp 23111  df-perf 23112  df-cn 23202  df-cnp 23203  df-t1 23289  df-haus 23290  df-cmp 23362  df-tx 23537  df-hmeo 23730  df-fil 23821  df-fm 23913  df-flim 23914  df-flf 23915  df-xms 24295  df-ms 24296  df-tms 24297  df-cncf 24855  df-limc 25843  df-dv 25844  df-log 26533
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator