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 42926
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 11160 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3 fveq2 6861 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
43neeq1d 3015 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5 readvcot.d . . . . . . 7 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
64, 5elrab2 3653 . . . . . 6 (𝑥𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7 resincl 16153 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
87adantr 484 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
9 simpr 488 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ≠ 0)
108, 9eldifsnd 4746 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
116, 10sylbi 219 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
1211adantl 485 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
13 fvexd 6876 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14 eldifi 4084 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
1514adantl 485 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
1615recnd 11205 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
1716abscld 15447 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
1817recnd 11205 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19 eldifsni 4749 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
2019adantl 485 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
2116, 20absne0d 15458 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
2218, 21logcld 26610 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23 ovexd 7425 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
247recnd 11205 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
2524adantl 485 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26 fvexd 6876 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27 eqid 2761 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28 cnopn 24824 . . . . . . 7 ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
2928a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30 ax-resscn 11125 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
31 dfss2 3922 . . . . . . . 8 (ℝ ⊆ ℂ ↔ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
3230, 31mpbi 232 . . . . . . 7 (ℝ ∩ ℂ) = ℝ
3332a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
34 sincl 16139 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
3534adantl 485 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36 fvexd 6876 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37 dvsin 26022 . . . . . . 7 (ℂ D sin) = cos
38 sinf 16137 . . . . . . . . . 10 sin:ℂ⟶ℂ
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
4039feqmptd 6929 . . . . . . . 8 (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
4140oveq2d 7406 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42 cosf 16138 . . . . . . . . 9 cos:ℂ⟶ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
4443feqmptd 6929 . . . . . . 7 (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4537, 41, 443eqtr3a 2820 . . . . . 6 (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4627, 2, 29, 33, 35, 36, 45dvmptres3 25996 . . . . 5 (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
475ssrab3 4035 . . . . . 6 𝐷 ⊆ ℝ
4847a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49 tgioo4 24843 . . . . 5 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
505resuppsinopn 42925 . . . . . 6 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
5150a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
522, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51dvmptres 26003 . . . 4 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53 eqid 2761 . . . . . 6 (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
5453readvrec 42924 . . . . 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 6866 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57 oveq2 7398 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
582, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57dvmptco 26012 . . 3 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
5958mptru 1566 . 2 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
606simplbi 500 . . . . . 6 (𝑥𝐷𝑥 ∈ ℝ)
6160recoscld 16157 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
6261recnd 11205 . . . 4 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
636, 8sylbi 219 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
6463recnd 11205 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
656, 9sylbi 219 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
6662, 64, 65divrec2d 11966 . . 3 (𝑥𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6766mpteq2ia 5194 . 2 (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6859, 67eqtr4i 2787 1 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 399   = wceq 1559  wtru 1560  wcel 2141  wne 2956  {crab 3413  Vcvv 3453  cdif 3901  cin 3903  wss 3904  {csn 4581  {cpr 4583  cmpt 5180  ran crn 5646  wf 6511  cfv 6515  (class class class)co 7390  cc 11066  cr 11067  0cc0 11068  1c1 11069   · cmul 11073   / cdiv 11839  (,)cioo 13344  abscabs 15242  sincsin 16074  cosccos 16075  TopOpenctopn 17431  topGenctg 17447  fldccnfld 21402   D cdv 25903  logclog 26594
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7712  ax-inf2 9591  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145  ax-pre-sup 11146  ax-addf 11147
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6282  df-ord 6343  df-on 6344  df-lim 6345  df-suc 6346  df-iota 6471  df-fun 6517  df-fn 6518  df-f 6519  df-f1 6520  df-fo 6521  df-f1o 6522  df-fv 6523  df-isom 6524  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7654  df-om 7841  df-1st 7964  df-2nd 7965  df-supp 8134  df-frecs 8255  df-wrecs 8286  df-recs 8335  df-rdg 8374  df-1o 8430  df-2o 8431  df-er 8671  df-map 8803  df-pm 8804  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9303  df-fi 9352  df-sup 9383  df-inf 9384  df-oi 9453  df-card 9892  df-pnf 11213  df-mnf 11214  df-xr 11215  df-ltxr 11216  df-le 11217  df-sub 11411  df-neg 11412  df-div 11840  df-nn 12206  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-9 12282  df-n0 12477  df-z 12564  df-dec 12684  df-uz 12835  df-q 12945  df-rp 12989  df-xneg 13109  df-xadd 13110  df-xmul 13111  df-ioo 13348  df-ioc 13349  df-ico 13350  df-icc 13351  df-fz 13508  df-fzo 13655  df-fl 13797  df-mod 13875  df-seq 14010  df-exp 14070  df-fac 14282  df-bc 14311  df-hash 14339  df-shft 15075  df-cj 15107  df-re 15108  df-im 15109  df-sqrt 15243  df-abs 15244  df-limsup 15479  df-clim 15496  df-rlim 15497  df-sum 15695  df-ef 16078  df-sin 16080  df-cos 16081  df-tan 16082  df-pi 16083  df-struct 17164  df-sets 17181  df-slot 17199  df-ndx 17211  df-base 17227  df-ress 17248  df-plusg 17280  df-mulr 17281  df-starv 17282  df-sca 17283  df-vsca 17284  df-ip 17285  df-tset 17286  df-ple 17287  df-ds 17289  df-unif 17290  df-hom 17291  df-cco 17292  df-rest 17432  df-topn 17433  df-0g 17451  df-gsum 17452  df-topgen 17453  df-pt 17454  df-prds 17457  df-xrs 17513  df-qtop 17518  df-imas 17519  df-xps 17521  df-mre 17595  df-mrc 17596  df-acs 17598  df-mgm 18655  df-sgrp 18734  df-mnd 18750  df-submnd 18799  df-mulg 19091  df-cntz 19338  df-cmn 19803  df-psmet 21394  df-xmet 21395  df-met 21396  df-bl 21397  df-mopn 21398  df-fbas 21399  df-fg 21400  df-cnfld 21403  df-top 22932  df-topon 22949  df-topsp 22971  df-bases 22984  df-cld 23057  df-ntr 23058  df-cls 23059  df-nei 23136  df-lp 23174  df-perf 23175  df-cn 23265  df-cnp 23266  df-t1 23352  df-haus 23353  df-cmp 23425  df-tx 23600  df-hmeo 23793  df-fil 23884  df-fm 23976  df-flim 23977  df-flf 23978  df-xms 24358  df-ms 24359  df-tms 24360  df-cncf 24918  df-limc 25906  df-dv 25907  df-log 26596
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator