Theorem readvcot 43508

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 (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		reelprrecn 11295	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3		fveq2 6885	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
4	3	neeq1d 3014	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5		readvcot.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
6	4, 5	elrab2 3648	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7		resincl 16313	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
8	7	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
9		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ≠ 0)
10	8, 9	eldifsnd 4746	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
11	6, 10	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
12	11	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
13		fvexd 6900	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14		eldifi 4067	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
15	14	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
16	15	recnd 11340	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
17	16	abscld 15611	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
18	17	recnd 11340	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19		eldifsni 4749	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
20	19	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
21	16, 20	absne0d 15622	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
22	18, 21	logcld 26903	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23		ovexd 7455	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
24	7	recnd 11340	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
25	24	adantl 487	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26		fvexd 6900	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28		cnopn 25110	. . . . . . 7 ⊢ ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
29	28	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30		ax-resscn 11260	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
31		dfss2 4094	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ⊆ ℂ ↔ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
32	30, 31	mpbi 233	. . . . . . 7 ⊢ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ
33	32	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
34		sincl 16299	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
35	34	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36		fvexd 6900	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37		dvsin 26307	. . . . . . 7 ⊢ (ℂ D sin) = cos
38		sinf 16297	. . . . . . . . . 10 ⊢ sin:ℂ⟶ℂ
39	38	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
40	39	feqmptd 6953	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
41	40	oveq2d 7436	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42		cosf 16298	. . . . . . . . 9 ⊢ cos:ℂ⟶ℂ
43	42	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
44	43	feqmptd 6953	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
45	37, 41, 44	3eqtr3a 2819	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
46	27, 2, 29, 33, 35, 36, 45	dvmptres3 26281	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
47	5	ssrab3 4007	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ⊆ ℝ
48	47	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49		tgioo4 25129	. . . . 5 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
50	5	resuppsinopn 43507	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
51	50	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
52	2, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51	dvmptres 26288	. . . 4 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
54	53	readvrec 43506	. . . . 5 ⊢ (ℝ D (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (log‘(abs‘𝑧)))) = (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (1 / 𝑧))
55	54	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (log‘(abs‘𝑧)))) = (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ (1 / 𝑧)))
56		2fveq3 6890	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57		oveq2 7428	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
58	2, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57	dvmptco 26297	. . 3 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
59	58	mptru 1576	. 2 ⊢ (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
60	6	simplbi 502	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ∈ ℝ)
61	60	recoscld 16317	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
62	61	recnd 11340	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
63	6, 8	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
64	63	recnd 11340	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
65	6, 9	sylbi 220	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
66	62, 64, 65	divrec2d 12100	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
67	66	mpteq2ia 5199	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
68	59, 67	eqtr4i 2786	1 ⊢ (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))

This proof depends on syntax axioms:   ∧ wa 401   = wceq 1569  ⊤wtru 1570   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  {crab 3412  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∩ cin 4089  {csn 4584  {cpr 4586   ↦ cmpt 5185  ran crn 5651  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203  1c1 11204   · cmul 11208   / cdiv 11976  (,)cioo 13479  abscabs 15406  sincsin 16234  cosccos 16235  TopOpenctopn 17597  topGenctg 17613  ℂ_fldccnfld 21683   D cdv 26188  logclog 26887

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-inf2 9645  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-ioo 13483  df-ioc 13484  df-ico 13485  df-icc 13486  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-fl 13935  df-mod 14013  df-seq 14148  df-exp 14208  df-fac 14421  df-bc 14450  df-hash 14478  df-shft 15225  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-limsup 15643  df-clim 15660  df-rlim 15661  df-sum 15859  df-ef 16238  df-sin 16240  df-cos 16241  df-tan 16242  df-pi 16243  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-starv 17448  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-unif 17456  df-hom 17457  df-cco 17458  df-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-topgen 17619  df-pt 17620  df-prds 17623  df-xrs 17679  df-qtop 17684  df-imas 17685  df-xps 17687  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-mulg 19283  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-fbas 21680  df-fg 21681  df-cnfld 21684  df-top 23217  df-topon 23234  df-topsp 23256  df-bases 23269  df-cld 23342  df-ntr 23343  df-cls 23344  df-nei 23421  df-lp 23459  df-perf 23460  df-cn 23550  df-cnp 23551  df-t1 23637  df-haus 23638  df-cmp 23710  df-tx 23886  df-hmeo 24079  df-fil 24170  df-fm 24262  df-flim 24263  df-flf 24264  df-xms 24644  df-ms 24645  df-tms 24646  df-cncf 25204  df-limc 26191  df-dv 26192  df-log 26889

This theorem is used by: (None)