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 42728
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 11130 . . . . 5 ℝ ∈ {ℝ, ℂ}
21a1i 11 . . . 4 (⊤ → ℝ ∈ {ℝ, ℂ})
3 fveq2 6842 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (sin‘𝑦) = (sin‘𝑥))
43neeq1d 2992 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → ((sin‘𝑦) ≠ 0 ↔ (sin‘𝑥) ≠ 0))
5 readvcot.d . . . . . . 7 𝐷 = {𝑦 ∈ ℝ ∣ (sin‘𝑦) ≠ 0}
64, 5elrab2 3651 . . . . . 6 (𝑥𝐷 ↔ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (sin‘𝑥) ≠ 0))
7 resincl 16077 . . . . . . . 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 4745 . . . . . 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 6857 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑥𝐷) → (cos‘𝑥) ∈ V)
14 eldifi 4085 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ∈ ℝ)
1514adantl 481 . . . . . . . 8 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℝ)
1615recnd 11172 . . . . . . 7 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ∈ ℂ)
1716abscld 15374 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
1817recnd 11172 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ∈ ℂ)
19 eldifsni 4748 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0}) → 𝑧 ≠ 0)
2019adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → 𝑧 ≠ 0)
2116, 20absne0d 15385 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (abs‘𝑧) ≠ 0)
2218, 21logcld 26547 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (log‘(abs‘𝑧)) ∈ ℂ)
23 ovexd 7403 . . . 4 ((⊤ ∧ 𝑧 ∈ (ℝ ∖ {0})) → (1 / 𝑧) ∈ V)
247recnd 11172 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
2524adantl 481 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
26 fvexd 6857 . . . . 5 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
27 eqid 2737 . . . . . 6 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
28 cnopn 24742 . . . . . . 7 ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld)
2928a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ℂ ∈ (TopOpen‘ℂfld))
30 ax-resscn 11095 . . . . . . . 8 ℝ ⊆ ℂ
31 dfss2 3921 . . . . . . . 8 (ℝ ⊆ ℂ ↔ (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
3230, 31mpbi 230 . . . . . . 7 (ℝ ∩ ℂ) = ℝ
3332a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (ℝ ∩ ℂ) = ℝ)
34 sincl 16063 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
3534adantl 481 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
36 fvexd 6857 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (cos‘𝑥) ∈ V)
37 dvsin 25954 . . . . . . 7 (ℂ D sin) = cos
38 sinf 16061 . . . . . . . . . 10 sin:ℂ⟶ℂ
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → sin:ℂ⟶ℂ)
4039feqmptd 6910 . . . . . . . 8 (⊤ → sin = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥)))
4140oveq2d 7384 . . . . . . 7 (⊤ → (ℂ D sin) = (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))))
42 cosf 16062 . . . . . . . . 9 cos:ℂ⟶ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → cos:ℂ⟶ℂ)
4443feqmptd 6910 . . . . . . 7 (⊤ → cos = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4537, 41, 443eqtr3a 2796 . . . . . 6 (⊤ → (ℂ D (𝑥 ∈ ℂ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (cos‘𝑥)))
4627, 2, 29, 33, 35, 36, 45dvmptres3 25928 . . . . 5 (⊤ → (ℝ D (𝑥 ∈ ℝ ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (cos‘𝑥)))
475ssrab3 4036 . . . . . 6 𝐷 ⊆ ℝ
4847a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ⊆ ℝ)
49 tgioo4 24761 . . . . 5 (topGen‘ran (,)) = ((TopOpen‘ℂfld) ↾t ℝ)
505resuppsinopn 42727 . . . . . 6 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,))
5150a1i 11 . . . . 5 (⊤ → 𝐷 ∈ (topGen‘ran (,)))
522, 25, 26, 46, 48, 49, 27, 51dvmptres 25935 . . . 4 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ (cos‘𝑥)))
53 eqid 2737 . . . . . 6 (ℝ ∖ {0}) = (ℝ ∖ {0})
5453readvrec 42726 . . . . 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 6847 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (log‘(abs‘𝑧)) = (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))
57 oveq2 7376 . . . 4 (𝑧 = (sin‘𝑥) → (1 / 𝑧) = (1 / (sin‘𝑥)))
582, 2, 12, 13, 22, 23, 52, 55, 56, 57dvmptco 25944 . . 3 (⊤ → (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥))))
5958mptru 1549 . 2 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
606simplbi 496 . . . . . 6 (𝑥𝐷𝑥 ∈ ℝ)
6160recoscld 16081 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℝ)
6261recnd 11172 . . . 4 (𝑥𝐷 → (cos‘𝑥) ∈ ℂ)
636, 8sylbi 217 . . . . 5 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℝ)
6463recnd 11172 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ∈ ℂ)
656, 9sylbi 217 . . . 4 (𝑥𝐷 → (sin‘𝑥) ≠ 0)
6662, 64, 65divrec2d 11933 . . 3 (𝑥𝐷 → ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)) = ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6766mpteq2ia 5195 . 2 (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥))) = (𝑥𝐷 ↦ ((1 / (sin‘𝑥)) · (cos‘𝑥)))
6859, 67eqtr4i 2763 1 (ℝ D (𝑥𝐷 ↦ (log‘(abs‘(sin‘𝑥))))) = (𝑥𝐷 ↦ ((cos‘𝑥) / (sin‘𝑥)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1542  wtru 1543  wcel 2114  wne 2933  {crab 3401  Vcvv 3442  cdif 3900  cin 3902  wss 3903  {csn 4582  {cpr 4584  cmpt 5181  ran crn 5633  wf 6496  cfv 6500  (class class class)co 7368  cc 11036  cr 11037  0cc0 11038  1c1 11039   · cmul 11043   / cdiv 11806  (,)cioo 13273  abscabs 15169  sincsin 15998  cosccos 15999  TopOpenctopn 17353  topGenctg 17369  fldccnfld 21321   D cdv 25832  logclog 26531
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-fi 9326  df-sup 9357  df-inf 9358  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12918  df-xneg 13038  df-xadd 13039  df-xmul 13040  df-ioo 13277  df-ioc 13278  df-ico 13279  df-icc 13280  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-fl 13724  df-mod 13802  df-seq 13937  df-exp 13997  df-fac 14209  df-bc 14238  df-hash 14266  df-shft 15002  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-sqrt 15170  df-abs 15171  df-limsup 15406  df-clim 15423  df-rlim 15424  df-sum 15622  df-ef 16002  df-sin 16004  df-cos 16005  df-tan 16006  df-pi 16007  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-rest 17354  df-topn 17355  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-topgen 17375  df-pt 17376  df-prds 17379  df-xrs 17435  df-qtop 17440  df-imas 17441  df-xps 17443  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-submnd 18721  df-mulg 19010  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-psmet 21313  df-xmet 21314  df-met 21315  df-bl 21316  df-mopn 21317  df-fbas 21318  df-fg 21319  df-cnfld 21322  df-top 22850  df-topon 22867  df-topsp 22889  df-bases 22902  df-cld 22975  df-ntr 22976  df-cls 22977  df-nei 23054  df-lp 23092  df-perf 23093  df-cn 23183  df-cnp 23184  df-t1 23270  df-haus 23271  df-cmp 23343  df-tx 23518  df-hmeo 23711  df-fil 23802  df-fm 23894  df-flim 23895  df-flf 23896  df-xms 24276  df-ms 24277  df-tms 24278  df-cncf 24839  df-limc 25835  df-dv 25836  df-log 26533
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator