Theorem readvcot 42396

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 11095	. . . . 5 ⊢ ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3		fveq2 6822	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
4	3	neeq1d 2987	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5		readvcot.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
6	4, 5	elrab2 3650	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7		resincl 16046	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
8	7	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
9		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ≠ 0)
10	8, 9	eldifsnd 4739	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
11	6, 10	sylbi 217	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
12	11	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (sin‘𝑥) ∈ (ℝ ∖ {0}))
13		fvexd 6837	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14		eldifi 4081	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
15	14	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
16	15	recnd 11137	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
17	16	abscld 15343	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
18	17	recnd 11137	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19		eldifsni 4742	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
20	19	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
21	16, 20	absne0d 15354	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
22	18, 21	logcld 26504	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23		ovexd 7381	. . . 4 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
24	7	recnd 11137	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
25	24	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26		fvexd 6837	. . . . 5 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27		eqid 2731	. . . . . 6 ⊢ (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28		cnopn 24699	. . . . . . 7 ⊢ ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
29	28	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30		ax-resscn 11060	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
31		dfss2 3920	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ⊆ ℂ ↔ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
32	30, 31	mpbi 230	. . . . . . 7 ⊢ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ
33	32	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
34		sincl 16032	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
35	34	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36		fvexd 6837	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37		dvsin 25911	. . . . . . 7 ⊢ (ℂ D sin) = cos
38		sinf 16030	. . . . . . . . . 10 ⊢ sin:ℂ⟶ℂ
39	38	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
40	39	feqmptd 6890	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
41	40	oveq2d 7362	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42		cosf 16031	. . . . . . . . 9 ⊢ cos:ℂ⟶ℂ
43	42	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
44	43	feqmptd 6890	. . . . . . 7 ⊢ (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
45	37, 41, 44	3eqtr3a 2790	. . . . . 6 ⊢ (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
46	27, 2, 29, 33, 35, 36, 45	dvmptres3 25885	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
47	5	ssrab3 4032	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ⊆ ℝ
48	47	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49		tgioo4 24718	. . . . 5 ⊢ (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
50	5	resuppsinopn 42395	. . . . . 6 ⊢ 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
51	50	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
52	2, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51	dvmptres 25892	. . . 4 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53		eqid 2731	. . . . . 6 ⊢ (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
54	53	readvrec 42394	. . . . 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 6827	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57		oveq2 7354	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
58	2, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57	dvmptco 25901	. . 3 ⊢ (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
59	58	mptru 1548	. 2 ⊢ (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
60	6	simplbi 497	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → 𝑥 ∈ ℝ)
61	60	recoscld 16050	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
62	61	recnd 11137	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
63	6, 8	sylbi 217	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
64	63	recnd 11137	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
65	6, 9	sylbi 217	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
66	62, 64, 65	divrec2d 11898	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
67	66	mpteq2ia 5186	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
68	59, 67	eqtr4i 2757	1 ⊢ (ℝ D (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))

Syntax hints:   ∧ wa 395   = wceq 1541  ⊤wtru 1542   ∈ wcel 2111   ≠ wne 2928  {crab 3395  Vcvv 3436   ∖ cdif 3899   ∩ cin 3901   ⊆ wss 3902  {csn 4576  {cpr 4578   ↦ cmpt 5172  ran crn 5617  ⟶wf 6477  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  ℂcc 11001  ℝcr 11002  0cc0 11003  1c1 11004   · cmul 11008   / cdiv 11771  (,)cioo 13242  abscabs 15138  sincsin 15967  cosccos 15968  TopOpenctopn 17322  topGenctg 17338  ℂ_fldccnfld 21289   D cdv 25789  logclog 26488

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5217  ax-sep 5234  ax-nul 5244  ax-pow 5303  ax-pr 5370  ax-un 7668  ax-inf2 9531  ax-cnex 11059  ax-resscn 11060  ax-1cn 11061  ax-icn 11062  ax-addcl 11063  ax-addrcl 11064  ax-mulcl 11065  ax-mulrcl 11066  ax-mulcom 11067  ax-addass 11068  ax-mulass 11069  ax-distr 11070  ax-i2m1 11071  ax-1ne0 11072  ax-1rid 11073  ax-rnegex 11074  ax-rrecex 11075  ax-cnre 11076  ax-pre-lttri 11077  ax-pre-lttrn 11078  ax-pre-ltadd 11079  ax-pre-mulgt0 11080  ax-pre-sup 11081  ax-addf 11082

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4476  df-pw 4552  df-sn 4577  df-pr 4579  df-tp 4581  df-op 4583  df-uni 4860  df-int 4898  df-iun 4943  df-iin 4944  df-br 5092  df-opab 5154  df-mpt 5173  df-tr 5199  df-id 5511  df-eprel 5516  df-po 5524  df-so 5525  df-fr 5569  df-se 5570  df-we 5571  df-xp 5622  df-rel 5623  df-cnv 5624  df-co 5625  df-dm 5626  df-rn 5627  df-res 5628  df-ima 5629  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-isom 6490  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-of 7610  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8091  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-1o 8385  df-2o 8386  df-er 8622  df-map 8752  df-pm 8753  df-ixp 8822  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-fin 8873  df-fsupp 9246  df-fi 9295  df-sup 9326  df-inf 9327  df-oi 9396  df-card 9829  df-pnf 11145  df-mnf 11146  df-xr 11147  df-ltxr 11148  df-le 11149  df-sub 11343  df-neg 11344  df-div 11772  df-nn 12123  df-2 12185  df-3 12186  df-4 12187  df-5 12188  df-6 12189  df-7 12190  df-8 12191  df-9 12192  df-n0 12379  df-z 12466  df-dec 12586  df-uz 12730  df-q 12844  df-rp 12888  df-xneg 13008  df-xadd 13009  df-xmul 13010  df-ioo 13246  df-ioc 13247  df-ico 13248  df-icc 13249  df-fz 13405  df-fzo 13552  df-fl 13693  df-mod 13771  df-seq 13906  df-exp 13966  df-fac 14178  df-bc 14207  df-hash 14235  df-shft 14971  df-cj 15003  df-re 15004  df-im 15005  df-sqrt 15139  df-abs 15140  df-limsup 15375  df-clim 15392  df-rlim 15393  df-sum 15591  df-ef 15971  df-sin 15973  df-cos 15974  df-tan 15975  df-pi 15976  df-struct 17055  df-sets 17072  df-slot 17090  df-ndx 17102  df-base 17118  df-ress 17139  df-plusg 17171  df-mulr 17172  df-starv 17173  df-sca 17174  df-vsca 17175  df-ip 17176  df-tset 17177  df-ple 17178  df-ds 17180  df-unif 17181  df-hom 17182  df-cco 17183  df-rest 17323  df-topn 17324  df-0g 17342  df-gsum 17343  df-topgen 17344  df-pt 17345  df-prds 17348  df-xrs 17403  df-qtop 17408  df-imas 17409  df-xps 17411  df-mre 17485  df-mrc 17486  df-acs 17488  df-mgm 18545  df-sgrp 18624  df-mnd 18640  df-submnd 18689  df-mulg 18978  df-cntz 19227  df-cmn 19692  df-psmet 21281  df-xmet 21282  df-met 21283  df-bl 21284  df-mopn 21285  df-fbas 21286  df-fg 21287  df-cnfld 21290  df-top 22807  df-topon 22824  df-topsp 22846  df-bases 22859  df-cld 22932  df-ntr 22933  df-cls 22934  df-nei 23011  df-lp 23049  df-perf 23050  df-cn 23140  df-cnp 23141  df-t1 23227  df-haus 23228  df-cmp 23300  df-tx 23475  df-hmeo 23668  df-fil 23759  df-fm 23851  df-flim 23852  df-flf 23853  df-xms 24233  df-ms 24234  df-tms 24235  df-cncf 24796  df-limc 25792  df-dv 25793  df-log 26490

This theorem is referenced by: (None)