Users' Mathboxes Mathbox for Paul Chapman < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sinccvglem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sinccvglem 36406
Description: ((sin‘𝑥) / 𝑥) ⇝ 1 as (real) 𝑥 ⇝ 0. (Contributed by Paul Chapman, 10-Nov-2012.) (Revised by Mario Carneiro, 21-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
sinccvg.1 (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}))
sinccvg.2 (𝜑 → 𝐹 ⇝ 0)
sinccvg.3 𝐺 = (𝑥 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ ((sin‘𝑥) / 𝑥))
sinccvg.4 𝐻 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − ((𝑥↑2) / 3)))
sinccvg.5 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
sinccvg.6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) < 1)
Assertion
Ref Expression
sinccvglem (𝜑 → (𝐺 ∘ 𝐹) ⇝ 1)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑘,𝐹   𝑘,𝐻   𝑘,𝑀   𝜑,𝑘   𝑘,𝐺
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐺(𝑥)   𝐻(𝑥)   𝑀(𝑥)

Proof of Theorem sinccvglem
Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2761 . 2 (ℤ≥‘𝑀) = (ℤ≥‘𝑀)
2 sinccvg.5 . . 3 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
32nnzd 12700 . 2 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
4 sinccvg.2 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ⇝ 0)
5 sinccvg.4 . . . . . 6 𝐻 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − ((𝑥↑2) / 3)))
65funmpt2 6571 . . . . 5 Fun 𝐻
7 sinccvg.1 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}))
8 nnex 12322 . . . . . 6 ℕ ∈ V
9 fex 7224 . . . . . 6 ((𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}) ∧ ℕ ∈ V) → 𝐹 ∈ V)
107, 8, 9sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 ∈ V)
11 cofunexg 7950 . . . . 5 ((Fun 𝐻 ∧ 𝐹 ∈ V) → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ V)
126, 10, 11sylancr 599 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ V)
137adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}))
14 eluznn 13026 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ)
152, 14sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ)
1613, 15ffvelcdmd 7077 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ∈ (ℝ ∖ {0}))
17 eldifsn 4748 . . . . . . 7 ((𝐹‘𝑘) ∈ (ℝ ∖ {0}) ↔ ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) ≠ 0))
1816, 17sylib 221 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (𝐹‘𝑘) ≠ 0))
1918simpld 500 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
2019recnd 11318 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
21 ax-1cn 11239 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
22 sqcl 14241 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (𝑥↑2) ∈ ℂ)
23 3cn 12405 . . . . . . . 8 3 ∈ ℂ
24 3ne0 12433 . . . . . . . 8 3 ≠ 0
25 divcl 11961 . . . . . . . 8 (((𝑥↑2) ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0) → ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ)
2623, 24, 25mp3an23 1482 . . . . . . 7 ((𝑥↑2) ∈ ℂ → ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ)
2722, 26syl 18 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℂ → ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ)
28 subcl 11537 . . . . . 6 ((1 ∈ ℂ ∧ ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ) → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) ∈ ℂ)
2921, 27, 28sylancr 599 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℂ → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) ∈ ℂ)
305, 29fmpti 7104 . . . 4 𝐻:ℂ⟶ℂ
31 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
3231cnfldtopon 25081 . . . . . . . . 9 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
3332a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ))
34 1cnd 11283 . . . . . . . . 9 (⊤ → 1 ∈ ℂ)
3533, 33, 34cnmptc 23961 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ 1) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
3631sqcn 25175 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑2)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3736a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑2)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
3831divccn 25174 . . . . . . . . . . 11 ((3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0) → (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦 / 3)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
3923, 24, 38mp2an 705 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦 / 3)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4039a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → (𝑦 ∈ ℂ ↦ (𝑦 / 3)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
41 oveq1 7419 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑥↑2) → (𝑦 / 3) = ((𝑥↑2) / 3))
4233, 37, 33, 40, 41cnmpt11 23962 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑥↑2) / 3)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4331subcn 25166 . . . . . . . . 9 − ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ×t (TopOpen‘ℂfld)) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4443a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → − ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ×t (TopOpen‘ℂfld)) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4533, 35, 42, 44cnmpt12f 23965 . . . . . . 7 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − ((𝑥↑2) / 3))) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4645mptru 1577 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − ((𝑥↑2) / 3))) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4731cncfcn1 25212 . . . . . 6 (ℂ–cn→ℂ) = ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4846, 5, 473eltr4i 2874 . . . . 5 𝐻 ∈ (ℂ–cn→ℂ)
49 cncfi 25195 . . . . 5 ((𝐻 ∈ (ℂ–cn→ℂ) ∧ 0 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℂ ((abs‘(𝑤 − 0)) < 𝑧 → (abs‘((𝐻‘𝑤) − (𝐻‘0))) < 𝑦))
5048, 49mp3an1 1477 . . . 4 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℂ ((abs‘(𝑤 − 0)) < 𝑧 → (abs‘((𝐻‘𝑤) − (𝐻‘0))) < 𝑦))
51 fvco3 6977 . . . . . 6 ((𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (𝐻‘(𝐹‘𝑘)))
527, 51sylan 592 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (𝐻‘(𝐹‘𝑘)))
5315, 52syldan 603 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (𝐻‘(𝐹‘𝑘)))
541, 4, 12, 3, 20, 30, 50, 53climcn1lem 15750 . . 3 (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ⇝ (𝐻‘0))
55 0cn 11279 . . . 4 0 ∈ ℂ
56 sq0i 14316 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 0 → (𝑥↑2) = 0)
5756oveq1d 7427 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑥↑2) / 3) = (0 / 3))
5823, 24div0i 12032 . . . . . . . 8 (0 / 3) = 0
5957, 58eqtrdi 2812 . . . . . . 7 (𝑥 = 0 → ((𝑥↑2) / 3) = 0)
6059oveq2d 7428 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) = (1 − 0))
61 1m0e1 12443 . . . . . 6 (1 − 0) = 1
6260, 61eqtrdi 2812 . . . . 5 (𝑥 = 0 → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) = 1)
63 1ex 11284 . . . . 5 1 ∈ V
6462, 5, 63fvmpt 6985 . . . 4 (0 ∈ ℂ → (𝐻‘0) = 1)
6555, 64ax-mp 5 . . 3 (𝐻‘0) = 1
6654, 65breqtrdi 5146 . 2 (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ⇝ 1)
67 sinccvg.3 . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ ((sin‘𝑥) / 𝑥))
6867funmpt2 6571 . . 3 Fun 𝐺
69 cofunexg 7950 . . 3 ((Fun 𝐺 ∧ 𝐹 ∈ V) → (𝐺 ∘ 𝐹) ∈ V)
7068, 10, 69sylancr 599 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∘ 𝐹) ∈ V)
71 oveq1 7419 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (𝑥↑2) = ((𝐹‘𝑘)↑2))
7271oveq1d 7427 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → ((𝑥↑2) / 3) = (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3))
7372oveq2d 7428 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) = (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)))
74 ovex 7445 . . . . . 6 (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) ∈ V
7573, 5, 74fvmpt 6985 . . . . 5 ((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ → (𝐻‘(𝐹‘𝑘)) = (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)))
7620, 75syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐻‘(𝐹‘𝑘)) = (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)))
7753, 76eqtrd 2796 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)))
78 1re 11289 . . . 4 1 ∈ ℝ
7919resqcld 14248 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹‘𝑘)↑2) ∈ ℝ)
80 3nn 12403 . . . . 5 3 ∈ ℕ
81 nndivre 12360 . . . . 5 ((((𝐹‘𝑘)↑2) ∈ ℝ ∧ 3 ∈ ℕ) → (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) ∈ ℝ)
8279, 80, 81sylancl 598 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) ∈ ℝ)
83 resubcl 11603 . . . 4 ((1 ∈ ℝ ∧ (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) ∈ ℝ) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) ∈ ℝ)
8478, 82, 83sylancr 599 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) ∈ ℝ)
8577, 84eqeltrd 2861 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) ∈ ℝ)
86 fvco3 6977 . . . . . 6 ((𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (𝐺‘(𝐹‘𝑘)))
877, 86sylan 592 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (𝐺‘(𝐹‘𝑘)))
8815, 87syldan 603 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (𝐺‘(𝐹‘𝑘)))
89 fveq2 6877 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (sin‘𝑥) = (sin‘(𝐹‘𝑘)))
90 id 23 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → 𝑥 = (𝐹‘𝑘))
9189, 90oveq12d 7430 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → ((sin‘𝑥) / 𝑥) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
92 ovex 7445 . . . . . 6 ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ∈ V
9391, 67, 92fvmpt 6985 . . . . 5 ((𝐹‘𝑘) ∈ (ℝ ∖ {0}) → (𝐺‘(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
9416, 93syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐺‘(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
9588, 94eqtrd 2796 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
9619resincld 16291 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
9718simprd 501 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ≠ 0)
9896, 19, 97redivcld 12126 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
9995, 98eqeltrd 2861 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) ∈ ℝ)
100 1cnd 11283 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 1 ∈ ℂ)
10182recnd 11318 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) ∈ ℂ)
10220abscld 15586 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
103102recnd 11318 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ)
104100, 101, 103subdird 11754 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((1 · (abs‘(𝐹‘𝑘))) − ((((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) · (abs‘(𝐹‘𝑘)))))
105103mullidd 11308 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = (abs‘(𝐹‘𝑘)))
106 df-3 12387 . . . . . . . . . . . . 13 3 = (2 + 1)
107106oveq2i 7423 . . . . . . . . . . . 12 ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) = ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑(2 + 1))
108 2nn0 12604 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ0
109 expp1 14191 . . . . . . . . . . . . . 14 (((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℕ0) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑(2 + 1)) = (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
110103, 108, 109sylancl 598 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑(2 + 1)) = (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
111 absresq 15449 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑2) = ((𝐹‘𝑘)↑2))
11219, 111syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑2) = ((𝐹‘𝑘)↑2))
113112oveq1d 7427 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = (((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
114110, 113eqtrd 2796 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑(2 + 1)) = (((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
115107, 114eqtrid 2808 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) = (((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
116115oveq1d 7427 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3) = ((((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) / 3))
11779recnd 11318 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹‘𝑘)↑2) ∈ ℂ)
11823a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 3 ∈ ℂ)
11924a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 3 ≠ 0)
120117, 103, 118, 119div23d 12111 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) / 3) = ((((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
121116, 120eqtr2d 2797 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3))
122105, 121oveq12d 7430 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((1 · (abs‘(𝐹‘𝑘))) − ((((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) · (abs‘(𝐹‘𝑘)))) = ((abs‘(𝐹‘𝑘)) − (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3)))
123104, 122eqtrd 2796 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((abs‘(𝐹‘𝑘)) − (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3)))
12420, 97absrpcld 15598 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ+)
125124rpgt0d 13148 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 0 < (abs‘(𝐹‘𝑘)))
126 sinccvg.6 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) < 1)
127 ltle 11379 . . . . . . . . . . . 12 (((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) < 1 → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ≤ 1))
128102, 78, 127sylancl 598 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) < 1 → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ≤ 1))
129126, 128mpd 16 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ≤ 1)
130 0xr 11337 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ*
131 elioc2 13521 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ (0(,]1) ↔ ((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ ∧ 0 < (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∧ (abs‘(𝐹‘𝑘)) ≤ 1)))
132130, 78, 131mp2an 705 . . . . . . . . . 10 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ (0(,]1) ↔ ((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ ∧ 0 < (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∧ (abs‘(𝐹‘𝑘)) ≤ 1))
133102, 125, 129, 132syl3anbrc 1362 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ (0(,]1))
134 sin01bnd 16333 . . . . . . . . 9 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ (0(,]1) → (((abs‘(𝐹‘𝑘)) − (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3)) < (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) ∧ (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) < (abs‘(𝐹‘𝑘))))
135133, 134syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((abs‘(𝐹‘𝑘)) − (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3)) < (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) ∧ (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) < (abs‘(𝐹‘𝑘))))
136135simpld 500 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) − (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3)) < (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))))
137123, 136eqbrtrd 5127 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) < (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))))
138102resincld 16291 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) ∈ ℝ)
13984, 138, 124ltmuldivd 13192 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) < (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) ↔ (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) < ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘)))))
140137, 139mpbid 235 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) < ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))))
141 fveq2 6877 . . . . . . . 8 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = (𝐹‘𝑘) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) = (sin‘(𝐹‘𝑘)))
142 id 23 . . . . . . . 8 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = (𝐹‘𝑘) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) = (𝐹‘𝑘))
143141, 142oveq12d 7430 . . . . . . 7 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = (𝐹‘𝑘) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
144143a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = (𝐹‘𝑘) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘))))
145 sinneg 16294 . . . . . . . . . 10 ((𝐹‘𝑘) ∈ ℂ → (sin‘-(𝐹‘𝑘)) = -(sin‘(𝐹‘𝑘)))
14620, 145syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘-(𝐹‘𝑘)) = -(sin‘(𝐹‘𝑘)))
147146oveq1d 7427 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘-(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = (-(sin‘(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)))
14896recnd 11318 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ)
149148, 20, 97div2negd 12089 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (-(sin‘(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
150147, 149eqtrd 2796 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘-(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
151 fveq2 6877 . . . . . . . . 9 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) = (sin‘-(𝐹‘𝑘)))
152 id 23 . . . . . . . . 9 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘))
153151, 152oveq12d 7430 . . . . . . . 8 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘-(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)))
154153eqeq1d 2763 . . . . . . 7 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘) → (((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ↔ ((sin‘-(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘))))
155150, 154syl5ibrcom 250 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘))))
15619absord 15563 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = (𝐹‘𝑘) ∨ (abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘)))
157144, 155, 156mpjaod 874 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
158140, 157breqtrd 5131 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) < ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
15984, 98, 158ltled 11439 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) ≤ ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
160159, 77, 953brtr4d 5137 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) ≤ ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘))
16178a1i 11 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 1 ∈ ℝ)
162135simprd 501 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) < (abs‘(𝐹‘𝑘)))
163103mulridd 11307 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) · 1) = (abs‘(𝐹‘𝑘)))
164162, 163breqtrrd 5133 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) < ((abs‘(𝐹‘𝑘)) · 1))
165138, 161, 124ltdivmuld 13196 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) < 1 ↔ (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) < ((abs‘(𝐹‘𝑘)) · 1)))
166164, 165mpbird 260 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) < 1)
167157, 166eqbrtrrd 5129 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) < 1)
16898, 161, 167ltled 11439 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ≤ 1)
16995, 168eqbrtrd 5127 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) ≤ 1)
1701, 3, 66, 70, 85, 99, 160, 169climsqz 15788 1 (𝜑 → (𝐺 ∘ 𝐹) ⇝ 1)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ⊤wtru 1571   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896  {csn 4584   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   ∘ ccom 5655  Fun wfun 6525  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11179  ℝcr 11180  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184   · cmul 11186  ℝ*cxr 11323   < clt 11324   ≤ cle 11325   − cmin 11522  -cneg 11523   / cdiv 11954  ℕcn 12316  2c2 12378  3c3 12379  ℕ0cn0 12587  ℤ≥cuz 12946  ℝ+crp 13101  (,]cioc 13458  ↑cexp 14184  abscabs 15381   ⇝ cli 15631  sincsin 16209  TopOpenctopn 17572  ℂfldccnfld 21658  TopOnctopon 23208   Cn ccn 23522   ×t ctx 23859  –cn→ccncf 25177
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-inf2 9626  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-pre-sup 11259
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-fi 9387  df-sup 9418  df-inf 9419  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-q 13057  df-rp 13102  df-xneg 13222  df-xadd 13223  df-xmul 13224  df-ioc 13462  df-ico 13463  df-icc 13464  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-fl 13912  df-seq 14125  df-exp 14185  df-fac 14398  df-hash 14455  df-shft 15200  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-sqrt 15382  df-abs 15383  df-limsup 15618  df-clim 15635  df-rlim 15636  df-sum 15834  df-ef 16213  df-sin 16215  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-starv 17423  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-unif 17431  df-hom 17432  df-cco 17433  df-rest 17573  df-topn 17574  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-topgen 17594  df-pt 17595  df-prds 17598  df-xrs 17654  df-qtop 17659  df-imas 17660  df-xps 17662  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-submnd 18959  df-mulg 19258  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-psmet 21650  df-xmet 21651  df-met 21652  df-bl 21653  df-mopn 21654  df-cnfld 21659  df-top 23192  df-topon 23209  df-topsp 23231  df-bases 23244  df-cn 23525  df-cnp 23526  df-tx 23861  df-hmeo 24054  df-xms 24619  df-ms 24620  df-tms 24621  df-cncf 25179
This theorem is used by:  sinccvg  36407
  Copyright terms: Public domain W3C validator