Theorem readvcot 43165

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 11210	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3		fveq2 6888	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
4	3	neeq1d 3020	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5		readvcot.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
6	4, 5	elrab2 3657	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7		resincl 16221	. . . . . . . 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 4760	. . . . . 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 6903	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14		eldifi 4088	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
15	14	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
16	15	recnd 11255	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
17	16	abscld 15516	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
18	17	recnd 11255	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19		eldifsni 4763	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
20	19	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
21	16, 20	absne0d 15527	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
22	18, 21	logcld 26772	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23		ovexd 7458	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
24	7	recnd 11255	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
25	24	adantl 487	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26		fvexd 6903	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27		eqid 2766	. . . . . 6 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28		cnopn 24980	. . . . . . 7 ⊢ ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
29	28	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30		ax-resscn 11175	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
31		dfss2 3926	. . . . . . . 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 16207	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
35	34	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36		fvexd 6903	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37		dvsin 26178	. . . . . . 7 ⊢ (ℂ D sin) = cos
38		sinf 16205	. . . . . . . . . 10 ⊢ sin:ℂ⟶ℂ
39	38	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
40	39	feqmptd 6956	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
41	40	oveq2d 7439	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42		cosf 16206	. . . . . . . . 9 ⊢ cos:ℂ⟶ℂ
43	42	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
44	43	feqmptd 6956	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
45	37, 41, 44	3eqtr3a 2825	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
46	27, 2, 29, 33, 35, 36, 45	dvmptres3 26152	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
47	5	ssrab3 4039	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ⊆ ℝ
48	47	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49		tgioo4 24999	. . . . 5 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
50	5	resuppsinopn 43164	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
51	50	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
52	2, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51	dvmptres 26159	. . . 4 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53		eqid 2766	. . . . . 6 ⊢ (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
54	53	readvrec 43163	. . . . 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 6893	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57		oveq2 7431	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
58	2, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57	dvmptco 26168	. . 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 16225	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
62	61	recnd 11255	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
63	6, 8	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
64	63	recnd 11255	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
65	6, 9	sylbi 220	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
66	62, 64, 65	divrec2d 12013	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
67	66	mpteq2ia 5211	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
68	59, 67	eqtr4i 2792	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 2146   ≠ wne 2961  {crab 3419  Vcvv 3458   ∖ cdif 3905   ∩ cin 3907   ⊆ wss 3908  {csn 4594  {cpr 4596   ↦ cmpt 5197  ran crn 5667  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  (class class class)co 7423  ℂcc 11116  ℝcr 11117  0cc0 11118  1c1 11119   · cmul 11123   / cdiv 11889  (,)cioo 13390  abscabs 15311  sincsin 16142  cosccos 16143  TopOpenctopn 17499  topGenctg 17515  ℂ_fldccnfld 21559   D cdv 26059  logclog 26756

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-inf2 9620  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196  ax-addf 11197

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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-of 7687  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-supp 8166  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8703  df-map 8835  df-pm 8836  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-div 11890  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-4 12323  df-5 12324  df-6 12325  df-7 12326  df-8 12327  df-9 12328  df-n0 12523  df-z 12610  df-dec 12730  df-uz 12881  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13155  df-xadd 13156  df-xmul 13157  df-ioo 13394  df-ioc 13395  df-ico 13396  df-icc 13397  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-fl 13845  df-mod 13923  df-seq 14058  df-exp 14118  df-fac 14330  df-bc 14359  df-hash 14387  df-shft 15130  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-limsup 15548  df-clim 15565  df-rlim 15566  df-sum 15764  df-ef 16146  df-sin 16148  df-cos 16149  df-tan 16150  df-pi 16151  df-struct 17232  df-sets 17249  df-slot 17267  df-ndx 17279  df-base 17295  df-ress 17316  df-plusg 17348  df-mulr 17349  df-starv 17350  df-sca 17351  df-vsca 17352  df-ip 17353  df-tset 17354  df-ple 17355  df-ds 17357  df-unif 17358  df-hom 17359  df-cco 17360  df-rest 17500  df-topn 17501  df-0g 17519  df-gsum 17520  df-topgen 17521  df-pt 17522  df-prds 17525  df-xrs 17581  df-qtop 17586  df-imas 17587  df-xps 17589  df-mre 17663  df-mrc 17664  df-acs 17666  df-mgm 18723  df-sgrp 18806  df-mnd 18822  df-submnd 18873  df-mulg 19165  df-cntz 19418  df-cmn 19883  df-psmet 21551  df-xmet 21552  df-met 21553  df-bl 21554  df-mopn 21555  df-fbas 21556  df-fg 21557  df-cnfld 21560  df-top 23088  df-topon 23105  df-topsp 23127  df-bases 23140  df-cld 23213  df-ntr 23214  df-cls 23215  df-nei 23292  df-lp 23330  df-perf 23331  df-cn 23421  df-cnp 23422  df-t1 23508  df-haus 23509  df-cmp 23581  df-tx 23756  df-hmeo 23949  df-fil 24040  df-fm 24132  df-flim 24133  df-flf 24134  df-xms 24514  df-ms 24515  df-tms 24516  df-cncf 25074  df-limc 26062  df-dv 26063  df-log 26758

This theorem is used by: (None)