MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  sincosq3sgn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sincosq3sgn 26001
Description: The signs of the sine and cosine functions in the third quadrant. (Contributed by Paul Chapman, 24-Jan-2008.)
Assertion
Ref Expression
sincosq3sgn (𝐴 ∈ (Ο€(,)(3 Β· (Ο€ / 2))) β†’ ((sinβ€˜π΄) < 0 ∧ (cosβ€˜π΄) < 0))

Proof of Theorem sincosq3sgn
StepHypRef Expression
1 pire 25959 . . 3 Ο€ ∈ ℝ
2 3re 12288 . . . 4 3 ∈ ℝ
3 halfpire 25965 . . . 4 (Ο€ / 2) ∈ ℝ
42, 3remulcli 11226 . . 3 (3 Β· (Ο€ / 2)) ∈ ℝ
5 rexr 11256 . . . 4 (Ο€ ∈ ℝ β†’ Ο€ ∈ ℝ*)
6 rexr 11256 . . . 4 ((3 Β· (Ο€ / 2)) ∈ ℝ β†’ (3 Β· (Ο€ / 2)) ∈ ℝ*)
7 elioo2 13361 . . . 4 ((Ο€ ∈ ℝ* ∧ (3 Β· (Ο€ / 2)) ∈ ℝ*) β†’ (𝐴 ∈ (Ο€(,)(3 Β· (Ο€ / 2))) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2)))))
85, 6, 7syl2an 596 . . 3 ((Ο€ ∈ ℝ ∧ (3 Β· (Ο€ / 2)) ∈ ℝ) β†’ (𝐴 ∈ (Ο€(,)(3 Β· (Ο€ / 2))) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2)))))
91, 4, 8mp2an 690 . 2 (𝐴 ∈ (Ο€(,)(3 Β· (Ο€ / 2))) ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∧ Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2))))
10 pidiv2halves 25968 . . . . . . . . 9 ((Ο€ / 2) + (Ο€ / 2)) = Ο€
1110breq1i 5154 . . . . . . . 8 (((Ο€ / 2) + (Ο€ / 2)) < 𝐴 ↔ Ο€ < 𝐴)
12 ltaddsub 11684 . . . . . . . . 9 (((Ο€ / 2) ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) β†’ (((Ο€ / 2) + (Ο€ / 2)) < 𝐴 ↔ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
133, 3, 12mp3an12 1451 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (((Ο€ / 2) + (Ο€ / 2)) < 𝐴 ↔ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
1411, 13bitr3id 284 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (Ο€ < 𝐴 ↔ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
15 ltsubadd 11680 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) ∈ ℝ ∧ Ο€ ∈ ℝ) β†’ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€ ↔ 𝐴 < (Ο€ + (Ο€ / 2))))
163, 1, 15mp3an23 1453 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€ ↔ 𝐴 < (Ο€ + (Ο€ / 2))))
17 df-3 12272 . . . . . . . . . . 11 3 = (2 + 1)
1817oveq1i 7415 . . . . . . . . . 10 (3 Β· (Ο€ / 2)) = ((2 + 1) Β· (Ο€ / 2))
19 2cn 12283 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ β„‚
20 ax-1cn 11164 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ β„‚
213recni 11224 . . . . . . . . . . 11 (Ο€ / 2) ∈ β„‚
2219, 20, 21adddiri 11223 . . . . . . . . . 10 ((2 + 1) Β· (Ο€ / 2)) = ((2 Β· (Ο€ / 2)) + (1 Β· (Ο€ / 2)))
231recni 11224 . . . . . . . . . . . 12 Ο€ ∈ β„‚
24 2ne0 12312 . . . . . . . . . . . 12 2 β‰  0
2523, 19, 24divcan2i 11953 . . . . . . . . . . 11 (2 Β· (Ο€ / 2)) = Ο€
2621mullidi 11215 . . . . . . . . . . 11 (1 Β· (Ο€ / 2)) = (Ο€ / 2)
2725, 26oveq12i 7417 . . . . . . . . . 10 ((2 Β· (Ο€ / 2)) + (1 Β· (Ο€ / 2))) = (Ο€ + (Ο€ / 2))
2818, 22, 273eqtrri 2765 . . . . . . . . 9 (Ο€ + (Ο€ / 2)) = (3 Β· (Ο€ / 2))
2928breq2i 5155 . . . . . . . 8 (𝐴 < (Ο€ + (Ο€ / 2)) ↔ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2)))
3016, 29bitr2di 287 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2)) ↔ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€))
3114, 30anbi12d 631 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2))) ↔ ((Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€)))
32 resubcl 11520 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) ∈ ℝ) β†’ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ℝ)
333, 32mpan2 689 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ℝ)
34 sincosq2sgn 26000 . . . . . . . . 9 ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ((Ο€ / 2)(,)Ο€) β†’ (0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) ∧ (cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0))
35 rexr 11256 . . . . . . . . . . 11 ((Ο€ / 2) ∈ ℝ β†’ (Ο€ / 2) ∈ ℝ*)
36 elioo2 13361 . . . . . . . . . . 11 (((Ο€ / 2) ∈ ℝ* ∧ Ο€ ∈ ℝ*) β†’ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ((Ο€ / 2)(,)Ο€) ↔ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€)))
3735, 5, 36syl2an 596 . . . . . . . . . 10 (((Ο€ / 2) ∈ ℝ ∧ Ο€ ∈ ℝ) β†’ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ((Ο€ / 2)(,)Ο€) ↔ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€)))
383, 1, 37mp2an 690 . . . . . . . . 9 ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ((Ο€ / 2)(,)Ο€) ↔ ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€))
39 ancom 461 . . . . . . . . 9 ((0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) ∧ (cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0) ↔ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ 0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))))
4034, 38, 393imtr3i 290 . . . . . . . 8 (((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€) β†’ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ 0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))))
4133, 40syl3an1 1163 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€) β†’ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ 0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))))
42413expib 1122 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (((Ο€ / 2) < (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∧ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) < Ο€) β†’ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ 0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))))
4331, 42sylbid 239 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2))) β†’ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ 0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))))
4433resincld 16082 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) ∈ ℝ)
4544lt0neg2d 11780 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) ↔ -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0))
4645anbi2d 629 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ 0 < (sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) ↔ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0)))
4743, 46sylibd 238 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2))) β†’ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0)))
48 recn 11196 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ β†’ 𝐴 ∈ β„‚)
49 pncan3 11464 . . . . . . . . 9 (((Ο€ / 2) ∈ β„‚ ∧ 𝐴 ∈ β„‚) β†’ ((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) = 𝐴)
5021, 48, 49sylancr 587 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) = 𝐴)
5150fveq2d 6892 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) = (sinβ€˜π΄))
5233recnd 11238 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ β„‚)
53 sinhalfpip 25993 . . . . . . . 8 ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ β„‚ β†’ (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) = (cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
5452, 53syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (sinβ€˜((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) = (cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
5551, 54eqtr3d 2774 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (sinβ€˜π΄) = (cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
5655breq1d 5157 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((sinβ€˜π΄) < 0 ↔ (cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0))
5750fveq2d 6892 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) = (cosβ€˜π΄))
58 coshalfpip 25995 . . . . . . . 8 ((𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)) ∈ β„‚ β†’ (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) = -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
5952, 58syl 17 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (cosβ€˜((Ο€ / 2) + (𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2)))) = -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
6057, 59eqtr3d 2774 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (cosβ€˜π΄) = -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))))
6160breq1d 5157 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((cosβ€˜π΄) < 0 ↔ -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0))
6256, 61anbi12d 631 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ β†’ (((sinβ€˜π΄) < 0 ∧ (cosβ€˜π΄) < 0) ↔ ((cosβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0 ∧ -(sinβ€˜(𝐴 βˆ’ (Ο€ / 2))) < 0)))
6347, 62sylibrd 258 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ β†’ ((Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2))) β†’ ((sinβ€˜π΄) < 0 ∧ (cosβ€˜π΄) < 0)))
64633impib 1116 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ Ο€ < 𝐴 ∧ 𝐴 < (3 Β· (Ο€ / 2))) β†’ ((sinβ€˜π΄) < 0 ∧ (cosβ€˜π΄) < 0))
659, 64sylbi 216 1 (𝐴 ∈ (Ο€(,)(3 Β· (Ο€ / 2))) β†’ ((sinβ€˜π΄) < 0 ∧ (cosβ€˜π΄) < 0))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   class class class wbr 5147  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„‚cc 11104  β„cr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   + caddc 11109   Β· cmul 11111  β„*cxr 11243   < clt 11244   βˆ’ cmin 11440  -cneg 11441   / cdiv 11867  2c2 12263  3c3 12264  (,)cioo 13320  sincsin 16003  cosccos 16004  Ο€cpi 16006
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-fi 9402  df-sup 9433  df-inf 9434  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-xneg 13088  df-xadd 13089  df-xmul 13090  df-ioo 13324  df-ioc 13325  df-ico 13326  df-icc 13327  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-seq 13963  df-exp 14024  df-fac 14230  df-bc 14259  df-hash 14287  df-shft 15010  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-limsup 15411  df-clim 15428  df-rlim 15429  df-sum 15629  df-ef 16007  df-sin 16009  df-cos 16010  df-pi 16012  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-rest 17364  df-topn 17365  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-topgen 17385  df-pt 17386  df-prds 17389  df-xrs 17444  df-qtop 17449  df-imas 17450  df-xps 17452  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-submnd 18668  df-mulg 18945  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-psmet 20928  df-xmet 20929  df-met 20930  df-bl 20931  df-mopn 20932  df-fbas 20933  df-fg 20934  df-cnfld 20937  df-top 22387  df-topon 22404  df-topsp 22426  df-bases 22440  df-cld 22514  df-ntr 22515  df-cls 22516  df-nei 22593  df-lp 22631  df-perf 22632  df-cn 22722  df-cnp 22723  df-haus 22810  df-tx 23057  df-hmeo 23250  df-fil 23341  df-fm 23433  df-flim 23434  df-flf 23435  df-xms 23817  df-ms 23818  df-tms 23819  df-cncf 24385  df-limc 25374  df-dv 25375
This theorem is referenced by:  sincosq4sgn  26002
  Copyright terms: Public domain W3C validator