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 36604
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 2763 . 2 (ℤ≥‘𝑀) = (ℤ≥‘𝑀)
2 sinccvg.5 . . 3 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
32nnzd 12746 . 2 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
4 sinccvg.2 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ⇝ 0)
5 sinccvg.4 . . . . . 6 𝐻 = (𝑥 ∈ ℂ ↦ (1 − ((𝑥↑2) / 3)))
65funmpt2 6599 . . . . 5 Fun 𝐻
7 sinccvg.1 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}))
8 nnex 12368 . . . . . 6 ℕ ∈ V
9 fex 7255 . . . . . 6 ((𝐹:ℕ⟶(ℝ ∖ {0}) ∧ ℕ ∈ V) → 𝐹 ∈ V)
107, 8, 9sylancl 598 . . . . 5 (𝜑 → 𝐹 ∈ V)
11 cofunexg 7985 . . . . 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 13072 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ ℕ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ)
152, 14sylan 592 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ)
1613, 15ffvelcdmd 7109 . . . . . . 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 11364 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℂ)
21 ax-1cn 11285 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
22 sqcl 14288 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℂ → (𝑥↑2) ∈ ℂ)
23 3cn 12451 . . . . . . . 8 3 ∈ ℂ
24 3ne0 12479 . . . . . . . 8 3 ≠ 0
25 divcl 12007 . . . . . . . 8 (((𝑥↑2) ∈ ℂ ∧ 3 ∈ ℂ ∧ 3 ≠ 0) → ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ)
2623, 24, 25mp3an23 1483 . . . . . . 7 ((𝑥↑2) ∈ ℂ → ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ)
2722, 26syl 18 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℂ → ((𝑥↑2) / 3) ∈ ℂ)
28 subcl 11583 . . . . . 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 7136 . . . 4 𝐻:ℂ⟶ℂ
31 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (TopOpen‘ℂfld) = (TopOpen‘ℂfld)
3231cnfldtopon 25131 . . . . . . . . 9 (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ)
3332a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → (TopOpen‘ℂfld) ∈ (TopOn‘ℂ))
34 1cnd 11329 . . . . . . . . 9 (⊤ → 1 ∈ ℂ)
3533, 33, 34cnmptc 24011 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ 1) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
3631sqcn 25225 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑2)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
3736a1i 11 . . . . . . . . 9 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ (𝑥↑2)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
3831divccn 25224 . . . . . . . . . . 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 7450 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑥↑2) → (𝑦 / 3) = ((𝑥↑2) / 3))
4233, 37, 33, 40, 41cnmpt11 24012 . . . . . . . 8 (⊤ → (𝑥 ∈ ℂ ↦ ((𝑥↑2) / 3)) ∈ ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4331subcn 25216 . . . . . . . . 9 − ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ×t (TopOpen‘ℂfld)) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4443a1i 11 . . . . . . . 8 (⊤ → − ∈ (((TopOpen‘ℂfld) ×t (TopOpen‘ℂfld)) Cn (TopOpen‘ℂfld)))
4533, 35, 42, 44cnmpt12f 24015 . . . . . . 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 25262 . . . . . 6 (ℂ–cn→ℂ) = ((TopOpen‘ℂfld) Cn (TopOpen‘ℂfld))
4846, 5, 473eltr4i 2877 . . . . 5 𝐻 ∈ (ℂ–cn→ℂ)
49 cncfi 25245 . . . . 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 1478 . . . 4 ((0 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑧 ∈ ℝ+ ∀𝑤 ∈ ℂ ((abs‘(𝑤 − 0)) < 𝑧 → (abs‘((𝐻‘𝑤) − (𝐻‘0))) < 𝑦))
51 fvco3 7008 . . . . . 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 15799 . . 3 (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ⇝ (𝐻‘0))
55 0cn 11325 . . . 4 0 ∈ ℂ
56 sq0i 14363 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 0 → (𝑥↑2) = 0)
5756oveq1d 7458 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑥↑2) / 3) = (0 / 3))
5823, 24div0i 12078 . . . . . . . 8 (0 / 3) = 0
5957, 58eqtrdi 2814 . . . . . . 7 (𝑥 = 0 → ((𝑥↑2) / 3) = 0)
6059oveq2d 7459 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) = (1 − 0))
61 1m0e1 12489 . . . . . 6 (1 − 0) = 1
6260, 61eqtrdi 2814 . . . . 5 (𝑥 = 0 → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) = 1)
63 1ex 11330 . . . . 5 1 ∈ V
6462, 5, 63fvmpt 7016 . . . 4 (0 ∈ ℂ → (𝐻‘0) = 1)
6555, 64ax-mp 5 . . 3 (𝐻‘0) = 1
6654, 65breqtrdi 5149 . 2 (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ⇝ 1)
67 sinccvg.3 . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ (ℝ ∖ {0}) ↦ ((sin‘𝑥) / 𝑥))
6867funmpt2 6599 . . 3 Fun 𝐺
69 cofunexg 7985 . . 3 ((Fun 𝐺 ∧ 𝐹 ∈ V) → (𝐺 ∘ 𝐹) ∈ V)
7068, 10, 69sylancr 599 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∘ 𝐹) ∈ V)
71 oveq1 7450 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (𝑥↑2) = ((𝐹‘𝑘)↑2))
7271oveq1d 7458 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → ((𝑥↑2) / 3) = (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3))
7372oveq2d 7459 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (1 − ((𝑥↑2) / 3)) = (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)))
74 ovex 7476 . . . . . 6 (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) ∈ V
7573, 5, 74fvmpt 7016 . . . . 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 2798 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) = (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)))
78 1re 11335 . . . 4 1 ∈ ℝ
7919resqcld 14295 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹‘𝑘)↑2) ∈ ℝ)
80 3nn 12449 . . . . 5 3 ∈ ℕ
81 nndivre 12406 . . . . 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 11649 . . . 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 2864 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐻 ∘ 𝐹)‘𝑘) ∈ ℝ)
86 fvco3 7008 . . . . . 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 6908 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → (sin‘𝑥) = (sin‘(𝐹‘𝑘)))
90 id 23 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → 𝑥 = (𝐹‘𝑘))
9189, 90oveq12d 7461 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐹‘𝑘) → ((sin‘𝑥) / 𝑥) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
92 ovex 7476 . . . . . 6 ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ∈ V
9391, 67, 92fvmpt 7016 . . . . 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 2798 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
9619resincld 16340 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
9718simprd 501 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑘) ≠ 0)
9896, 19, 97redivcld 12172 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
9995, 98eqeltrd 2864 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) ∈ ℝ)
100 1cnd 11329 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 1 ∈ ℂ)
10182recnd 11364 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) ∈ ℂ)
10220abscld 15635 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ)
103102recnd 11364 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ)
104100, 101, 103subdird 11800 . . . . . . . 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 11354 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = (abs‘(𝐹‘𝑘)))
106 df-3 12433 . . . . . . . . . . . . 13 3 = (2 + 1)
107106oveq2i 7454 . . . . . . . . . . . 12 ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) = ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑(2 + 1))
108 2nn0 12650 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℕ0
109 expp1 14238 . . . . . . . . . . . . . 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 15498 . . . . . . . . . . . . . . 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 7458 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = (((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
114110, 113eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑(2 + 1)) = (((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
115107, 114eqtrid 2810 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) = (((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
116115oveq1d 7458 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3) = ((((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) / 3))
11779recnd 11364 . . . . . . . . . . 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 12157 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((((𝐹‘𝑘)↑2) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) / 3) = ((((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) · (abs‘(𝐹‘𝑘))))
121116, 120eqtr2d 2799 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((((𝐹‘𝑘)↑2) / 3) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3))
122105, 121oveq12d 7461 . . . . . . . 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 2798 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((abs‘(𝐹‘𝑘)) − (((abs‘(𝐹‘𝑘))↑3) / 3)))
12420, 97absrpcld 15647 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℝ+)
125124rpgt0d 13194 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 0 < (abs‘(𝐹‘𝑘)))
126 sinccvg.6 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (abs‘(𝐹‘𝑘)) < 1)
127 ltle 11425 . . . . . . . . . . . 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 11383 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ*
131 elioc2 13567 . . . . . . . . . . 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 16382 . . . . . . . . 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 5130 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) · (abs‘(𝐹‘𝑘))) < (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))))
138102resincld 16340 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) ∈ ℝ)
13984, 138, 124ltmuldivd 13238 . . . . . 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 6908 . . . . . . . 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 7461 . . . . . . 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 16343 . . . . . . . . . 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 7458 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘ -(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = ( -(sin‘(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)))
14896recnd 11364 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(𝐹‘𝑘)) ∈ ℂ)
149148, 20, 97div2negd 12135 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ( -(sin‘(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
150147, 149eqtrd 2798 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘ -(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)) = ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
151 fveq2 6908 . . . . . . . . 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 7461 . . . . . . . 8 ((abs‘(𝐹‘𝑘)) = -(𝐹‘𝑘) → ((sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) / (abs‘(𝐹‘𝑘))) = ((sin‘ -(𝐹‘𝑘)) / -(𝐹‘𝑘)))
154153eqeq1d 2765 . . . . . . 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 15612 . . . . . 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 5134 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) < ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
15984, 98, 158ltled 11485 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (1 − (((𝐹‘𝑘)↑2) / 3)) ≤ ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)))
160159, 77, 953brtr4d 5140 . 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 11353 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((abs‘(𝐹‘𝑘)) · 1) = (abs‘(𝐹‘𝑘)))
164162, 163breqtrrd 5136 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (sin‘(abs‘(𝐹‘𝑘))) < ((abs‘(𝐹‘𝑘)) · 1))
165138, 161, 124ltdivmuld 13242 . . . . . 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 5132 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) < 1)
16898, 161, 167ltled 11485 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((sin‘(𝐹‘𝑘)) / (𝐹‘𝑘)) ≤ 1)
16995, 168eqbrtrd 5130 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐺 ∘ 𝐹)‘𝑘) ≤ 1)
1701, 3, 66, 70, 85, 99, 160, 169climsqz 15837 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 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454   ∖ cdif 4048  {csn 4588   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189   ∘ ccom 5659  Fun wfun 6552  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  ℂcc 11225  ℝcr 11226  0cc0 11227  1c1 11228   + caddc 11230   · cmul 11232  ℝ*cxr 11369   < clt 11370   ≤ cle 11371   − cmin 11568   -cneg 11569   / cdiv 12000  ℕcn 12362  2c2 12424  3c3 12425  ℕ0cn0 12633  ℤ≥cuz 12992  ℝ+crp 13147  (,]cioc 13504  ↑cexp 14231  abscabs 15430   ⇝ cli 15680  sincsin 16258  TopOpenctopn 17621  ℂfldccnfld 21708  TopOnctopon 23258   Cn ccn 23572   ×t ctx 23909  –cn→ccncf 25227
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-inf2 9669  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-map 8877  df-pm 8878  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-fi 9430  df-sup 9461  df-inf 9462  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-q 13103  df-rp 13148  df-xneg 13268  df-xadd 13269  df-xmul 13270  df-ioc 13508  df-ico 13509  df-icc 13510  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-seq 14172  df-exp 14232  df-fac 14445  df-hash 14502  df-shft 15249  df-cj 15295  df-re 15296  df-im 15297  df-sqrt 15431  df-abs 15432  df-limsup 15667  df-clim 15684  df-rlim 15685  df-sum 15883  df-ef 16262  df-sin 16264  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-hom 17481  df-cco 17482  df-rest 17622  df-topn 17623  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-topgen 17643  df-pt 17644  df-prds 17647  df-xrs 17703  df-qtop 17708  df-imas 17709  df-xps 17711  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-submnd 19008  df-mulg 19307  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-psmet 21700  df-xmet 21701  df-met 21702  df-bl 21703  df-mopn 21704  df-cnfld 21709  df-top 23242  df-topon 23259  df-topsp 23281  df-bases 23294  df-cn 23575  df-cnp 23576  df-tx 23911  df-hmeo 24104  df-xms 24669  df-ms 24670  df-tms 24671  df-cncf 25229
This theorem is used by:  sinccvg  36605
  Copyright terms: Public domain W3C validator