Theorem readvcot 43247

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 11220	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3		fveq2 6882	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
4	3	neeq1d 3016	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5		readvcot.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
6	4, 5	elrab2 3652	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7		resincl 16234	. . . . . . . 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 4753	. . . . . 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 6897	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14		eldifi 4081	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
15	14	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
16	15	recnd 11265	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
17	16	abscld 15530	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
18	17	recnd 11265	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19		eldifsni 4756	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
20	19	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
21	16, 20	absne0d 15541	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
22	18, 21	logcld 26815	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23		ovexd 7452	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
24	7	recnd 11265	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
25	24	adantl 487	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26		fvexd 6897	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27		eqid 2762	. . . . . 6 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28		cnopn 25018	. . . . . . 7 ⊢ ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
29	28	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30		ax-resscn 11185	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
31		dfss2 3920	. . . . . . . 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 16220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
35	34	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36		fvexd 6897	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37		dvsin 26216	. . . . . . 7 ⊢ (ℂ D sin) = cos
38		sinf 16218	. . . . . . . . . 10 ⊢ sin:ℂ⟶ℂ
39	38	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
40	39	feqmptd 6950	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
41	40	oveq2d 7433	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42		cosf 16219	. . . . . . . . 9 ⊢ cos:ℂ⟶ℂ
43	42	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
44	43	feqmptd 6950	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
45	37, 41, 44	3eqtr3a 2821	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
46	27, 2, 29, 33, 35, 36, 45	dvmptres3 26190	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
47	5	ssrab3 4033	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ⊆ ℝ
48	47	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49		tgioo4 25037	. . . . 5 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
50	5	resuppsinopn 43246	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
51	50	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
52	2, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51	dvmptres 26197	. . . 4 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53		eqid 2762	. . . . . 6 ⊢ (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
54	53	readvrec 43245	. . . . 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 6887	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57		oveq2 7425	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
58	2, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57	dvmptco 26206	. . 3 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
59	58	mptru 1577	. 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 16238	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
62	61	recnd 11265	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
63	6, 8	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
64	63	recnd 11265	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
65	6, 9	sylbi 220	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
66	62, 64, 65	divrec2d 12023	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
67	66	mpteq2ia 5204	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
68	59, 67	eqtr4i 2788	1 ⊢ (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))

This proof depends on syntax axioms:   ∧ wa 401   = wceq 1570  ⊤wtru 1571   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2957  {crab 3414  Vcvv 3453   ∖ cdif 3899   ∩ cin 3901   ⊆ wss 3902  {csn 4587  {cpr 4589   ↦ cmpt 5190  ran crn 5660  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417  ℂcc 11126  ℝcr 11127  0cc0 11128  1c1 11129   · cmul 11133   / cdiv 11899  (,)cioo 13402  abscabs 15325  sincsin 16155  cosccos 16156  TopOpenctopn 17512  topGenctg 17528  ℂ_fldccnfld 21591   D cdv 26097  logclog 26799

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-inf2 9624  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205  ax-pre-sup 11206  ax-addf 11207

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8909  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-fsupp 9336  df-fi 9385  df-sup 9416  df-inf 9417  df-oi 9486  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11900  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-4 12333  df-5 12334  df-6 12335  df-7 12336  df-8 12337  df-9 12338  df-n0 12533  df-z 12620  df-dec 12741  df-uz 12892  df-q 13002  df-rp 13047  df-xneg 13167  df-xadd 13168  df-xmul 13169  df-ioo 13406  df-ioc 13407  df-ico 13408  df-icc 13409  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-fl 13857  df-mod 13935  df-seq 14070  df-exp 14130  df-fac 14342  df-bc 14371  df-hash 14399  df-shft 15144  df-cj 15190  df-re 15191  df-im 15192  df-sqrt 15326  df-abs 15327  df-limsup 15562  df-clim 15579  df-rlim 15580  df-sum 15778  df-ef 16159  df-sin 16161  df-cos 16162  df-tan 16163  df-pi 16164  df-struct 17245  df-sets 17262  df-slot 17280  df-ndx 17292  df-base 17308  df-ress 17329  df-plusg 17361  df-mulr 17362  df-starv 17363  df-sca 17364  df-vsca 17365  df-ip 17366  df-tset 17367  df-ple 17368  df-ds 17370  df-unif 17371  df-hom 17372  df-cco 17373  df-rest 17513  df-topn 17514  df-0g 17532  df-gsum 17533  df-topgen 17534  df-pt 17535  df-prds 17538  df-xrs 17594  df-qtop 17599  df-imas 17600  df-xps 17602  df-mre 17676  df-mrc 17677  df-acs 17679  df-mgm 18736  df-sgrp 18827  df-mnd 18843  df-submnd 18898  df-mulg 19197  df-cntz 19450  df-cmn 19915  df-psmet 21583  df-xmet 21584  df-met 21585  df-bl 21586  df-mopn 21587  df-fbas 21588  df-fg 21589  df-cnfld 21592  df-top 23125  df-topon 23142  df-topsp 23164  df-bases 23177  df-cld 23250  df-ntr 23251  df-cls 23252  df-nei 23329  df-lp 23367  df-perf 23368  df-cn 23458  df-cnp 23459  df-t1 23545  df-haus 23546  df-cmp 23618  df-tx 23794  df-hmeo 23987  df-fil 24078  df-fm 24170  df-flim 24171  df-flf 24172  df-xms 24552  df-ms 24553  df-tms 24554  df-cncf 25112  df-limc 26100  df-dv 26101  df-log 26801

This theorem is used by: (None)