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 42937
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 11162 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3 fveq2 6863 . . . . . . . 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 16155 . . . . . . . 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 6878 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14 eldifi 4084 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
1514adantl 485 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
1615recnd 11207 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
1716abscld 15449 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
1817recnd 11207 . . . . 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 15460 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
2218, 21logcld 26612 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23 ovexd 7427 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
247recnd 11207 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
2524adantl 485 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26 fvexd 6878 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27 eqid 2761 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28 cnopn 24826 . . . . . . 7 ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
2928a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30 ax-resscn 11127 . . . . . . . 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 16141 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
3534adantl 485 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36 fvexd 6878 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37 dvsin 26024 . . . . . . 7 (ℂ D sin) = cos
38 sinf 16139 . . . . . . . . . 10 sin:ℂ⟶ℂ
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
4039feqmptd 6931 . . . . . . . 8 (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
4140oveq2d 7408 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42 cosf 16140 . . . . . . . . 9 cos:ℂ⟶ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
4443feqmptd 6931 . . . . . . 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 25998 . . . . 5 (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
475ssrab3 4035 . . . . . 6 𝐷 ⊆ ℝ
4847a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49 tgioo4 24845 . . . . 5 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
505resuppsinopn 42936 . . . . . 6 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
5150a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
522, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51dvmptres 26005 . . . 4 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53 eqid 2761 . . . . . 6 (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
5453readvrec 42935 . . . . 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 6868 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57 oveq2 7400 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
582, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57dvmptco 26014 . . 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 16159 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
6261recnd 11207 . . . 4 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
636, 8sylbi 219 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
6463recnd 11207 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
656, 9sylbi 219 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
6662, 64, 65divrec2d 11968 . . 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 6513  cfv 6517  (class class class)co 7392  cc 11068  cr 11069  0cc0 11070  1c1 11071   · cmul 11075   / cdiv 11841  (,)cioo 13346  abscabs 15244  sincsin 16076  cosccos 16077  TopOpenctopn 17433  topGenctg 17449  fldccnfld 21404   D cdv 25905  logclog 26596
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 7714  ax-inf2 9593  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148  ax-addf 11149
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 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-of 7656  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8673  df-map 8805  df-pm 8806  df-ixp 8876  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-fi 9354  df-sup 9385  df-inf 9386  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12479  df-z 12566  df-dec 12686  df-uz 12837  df-q 12947  df-rp 12991  df-xneg 13111  df-xadd 13112  df-xmul 13113  df-ioo 13350  df-ioc 13351  df-ico 13352  df-icc 13353  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-fl 13799  df-mod 13877  df-seq 14012  df-exp 14072  df-fac 14284  df-bc 14313  df-hash 14341  df-shft 15077  df-cj 15109  df-re 15110  df-im 15111  df-sqrt 15245  df-abs 15246  df-limsup 15481  df-clim 15498  df-rlim 15499  df-sum 15697  df-ef 16080  df-sin 16082  df-cos 16083  df-tan 16084  df-pi 16085  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-starv 17284  df-sca 17285  df-vsca 17286  df-ip 17287  df-tset 17288  df-ple 17289  df-ds 17291  df-unif 17292  df-hom 17293  df-cco 17294  df-rest 17434  df-topn 17435  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-topgen 17455  df-pt 17456  df-prds 17459  df-xrs 17515  df-qtop 17520  df-imas 17521  df-xps 17523  df-mre 17597  df-mrc 17598  df-acs 17600  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-submnd 18801  df-mulg 19093  df-cntz 19340  df-cmn 19805  df-psmet 21396  df-xmet 21397  df-met 21398  df-bl 21399  df-mopn 21400  df-fbas 21401  df-fg 21402  df-cnfld 21405  df-top 22934  df-topon 22951  df-topsp 22973  df-bases 22986  df-cld 23059  df-ntr 23060  df-cls 23061  df-nei 23138  df-lp 23176  df-perf 23177  df-cn 23267  df-cnp 23268  df-t1 23354  df-haus 23355  df-cmp 23427  df-tx 23602  df-hmeo 23795  df-fil 23886  df-fm 23978  df-flim 23979  df-flf 23980  df-xms 24360  df-ms 24361  df-tms 24362  df-cncf 24920  df-limc 25908  df-dv 25909  df-log 26598
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator