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 42339
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 11230 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3 fveq2 6887 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
43neeq1d 2990 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5 readvcot.d . . . . . . 7 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
64, 5elrab2 3679 . . . . . 6 (𝑥𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7 resincl 16159 . . . . . . . 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 4769 . . . . . 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 6902 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14 eldifi 4113 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
1514adantl 481 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
1615recnd 11272 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
1716abscld 15458 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
1817recnd 11272 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19 eldifsni 4772 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
2019adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
2116, 20absne0d 15469 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
2218, 21logcld 26567 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23 ovexd 7449 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
247recnd 11272 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
2524adantl 481 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26 fvexd 6902 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27 eqid 2734 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28 cnopn 24762 . . . . . . 7 ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
2928a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30 ax-resscn 11195 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
31 dfss2 3951 . . . . . . . 8 (ℝ ⊆ ℂ ↔ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
3230, 31mpbi 230 . . . . . . 7 (ℝ ∩ ℂ) = ℝ
3332a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
34 sincl 16145 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
3534adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36 fvexd 6902 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37 dvsin 25975 . . . . . . 7 (ℂ D sin) = cos
38 sinf 16143 . . . . . . . . . 10 sin:ℂ⟶ℂ
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
4039feqmptd 6958 . . . . . . . 8 (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
4140oveq2d 7430 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42 cosf 16144 . . . . . . . . 9 cos:ℂ⟶ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
4443feqmptd 6958 . . . . . . 7 (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4537, 41, 443eqtr3a 2793 . . . . . 6 (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4627, 2, 29, 33, 35, 36, 45dvmptres3 25949 . . . . 5 (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
475ssrab3 4064 . . . . . 6 𝐷 ⊆ ℝ
4847a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49 tgioo4 24781 . . . . 5 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
505resuppsinopn 42338 . . . . . 6 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
5150a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
522, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51dvmptres 25956 . . . 4 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53 eqid 2734 . . . . . 6 (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
5453readvrec 42337 . . . . 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 6892 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57 oveq2 7422 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
582, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57dvmptco 25965 . . 3 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
5958mptru 1546 . 2 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
606simplbi 497 . . . . . 6 (𝑥𝐷𝑥 ∈ ℝ)
6160recoscld 16163 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
6261recnd 11272 . . . 4 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
636, 8sylbi 217 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
6463recnd 11272 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
656, 9sylbi 217 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
6662, 64, 65divrec2d 12030 . . 3 (𝑥𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6766mpteq2ia 5227 . 2 (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6859, 67eqtr4i 2760 1 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1539  wtru 1540  wcel 2107  wne 2931  {crab 3420  Vcvv 3464  cdif 3930  cin 3932  wss 3933  {csn 4608  {cpr 4610  cmpt 5207  ran crn 5668  wf 6538  cfv 6542  (class class class)co 7414  cc 11136  cr 11137  0cc0 11138  1c1 11139   · cmul 11143   / cdiv 11903  (,)cioo 13370  abscabs 15256  sincsin 16082  cosccos 16083  TopOpenctopn 17442  topGenctg 17458  fldccnfld 21331   D cdv 25853  logclog 26551
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5261  ax-sep 5278  ax-nul 5288  ax-pow 5347  ax-pr 5414  ax-un 7738  ax-inf2 9664  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216  ax-addf 11217
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3773  df-csb 3882  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3950  df-pss 3953  df-nul 4316  df-if 4508  df-pw 4584  df-sn 4609  df-pr 4611  df-tp 4613  df-op 4615  df-uni 4890  df-int 4929  df-iun 4975  df-iin 4976  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5208  df-tr 5242  df-id 5560  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6303  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7680  df-om 7871  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-supp 8169  df-frecs 8289  df-wrecs 8320  df-recs 8394  df-rdg 8433  df-1o 8489  df-2o 8490  df-er 8728  df-map 8851  df-pm 8852  df-ixp 8921  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-fin 8972  df-fsupp 9385  df-fi 9434  df-sup 9465  df-inf 9466  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11477  df-neg 11478  df-div 11904  df-nn 12250  df-2 12312  df-3 12313  df-4 12314  df-5 12315  df-6 12316  df-7 12317  df-8 12318  df-9 12319  df-n0 12511  df-z 12598  df-dec 12718  df-uz 12862  df-q 12974  df-rp 13018  df-xneg 13137  df-xadd 13138  df-xmul 13139  df-ioo 13374  df-ioc 13375  df-ico 13376  df-icc 13377  df-fz 13531  df-fzo 13678  df-fl 13815  df-mod 13893  df-seq 14026  df-exp 14086  df-fac 14296  df-bc 14325  df-hash 14353  df-shft 15089  df-cj 15121  df-re 15122  df-im 15123  df-sqrt 15257  df-abs 15258  df-limsup 15490  df-clim 15507  df-rlim 15508  df-sum 15706  df-ef 16086  df-sin 16088  df-cos 16089  df-tan 16090  df-pi 16091  df-struct 17167  df-sets 17184  df-slot 17202  df-ndx 17214  df-base 17231  df-ress 17257  df-plusg 17290  df-mulr 17291  df-starv 17292  df-sca 17293  df-vsca 17294  df-ip 17295  df-tset 17296  df-ple 17297  df-ds 17299  df-unif 17300  df-hom 17301  df-cco 17302  df-rest 17443  df-topn 17444  df-0g 17462  df-gsum 17463  df-topgen 17464  df-pt 17465  df-prds 17468  df-xrs 17523  df-qtop 17528  df-imas 17529  df-xps 17531  df-mre 17605  df-mrc 17606  df-acs 17608  df-mgm 18627  df-sgrp 18706  df-mnd 18722  df-submnd 18771  df-mulg 19060  df-cntz 19309  df-cmn 19773  df-psmet 21323  df-xmet 21324  df-met 21325  df-bl 21326  df-mopn 21327  df-fbas 21328  df-fg 21329  df-cnfld 21332  df-top 22867  df-topon 22884  df-topsp 22906  df-bases 22919  df-cld 22992  df-ntr 22993  df-cls 22994  df-nei 23071  df-lp 23109  df-perf 23110  df-cn 23200  df-cnp 23201  df-t1 23287  df-haus 23288  df-cmp 23360  df-tx 23535  df-hmeo 23728  df-fil 23819  df-fm 23911  df-flim 23912  df-flf 23913  df-xms 24294  df-ms 24295  df-tms 24296  df-cncf 24859  df-limc 25856  df-dv 25857  df-log 26553
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator