Theorem tanhbnd 16213

Description: The hyperbolic tangent of a real number is bounded by 1. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
tanhbnd	⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1))

Proof of Theorem tanhbnd

Step	Hyp	Ref	Expression
1		retanhcl 16211	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ)
2		ax-icn 11155	. . . . . . . 8 ⊢ i ∈ ℂ
3		recn 11186	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
4		mulcl 11180	. . . . . . . 8 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
5	2, 3, 4	sylancr 598	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
6		rpcoshcl 16209	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘(i · 𝐴)) ∈ ℝ+)
7	6	rpne0d 13061	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘(i · 𝐴)) ≠ 0)
8	5, 7	tancld 16184	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · 𝐴)) ∈ ℂ)
9	2	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → i ∈ ℂ)
10		ine0 11645	. . . . . . 7 ⊢ i ≠ 0
11	10	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → i ≠ 0)
12	8, 9, 11	divnegd 12000	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) = (-(tan‘(i · 𝐴)) / i))
13		mulneg2 11647	. . . . . . . . 9 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (i · -𝐴) = -(i · 𝐴))
14	2, 3, 13	sylancr 598	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (i · -𝐴) = -(i · 𝐴))
15	14	fveq2d 6883	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · -𝐴)) = (tan‘-(i · 𝐴)))
16		tanneg 16200	. . . . . . . 8 ⊢ (((i · 𝐴) ∈ ℂ ∧ (cos‘(i · 𝐴)) ≠ 0) → (tan‘-(i · 𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
17	5, 7, 16	syl2anc 595	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘-(i · 𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
18	15, 17	eqtrd 2804	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · -𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
19	18	oveq1d 7423	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) = (-(tan‘(i · 𝐴)) / i))
20	12, 19	eqtr4d 2807	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) = ((tan‘(i · -𝐴)) / i))
21		renegcl 11517	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -𝐴 ∈ ℝ)
22		tanhlt1 16212	. . . . 5 ⊢ (-𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) < 1)
23	21, 22	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) < 1)
24	20, 23	eqbrtrd 5134	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)
25		1re 11204	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ
26		ltnegcon1 11711	. . . 4 ⊢ ((((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → (-((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1 ↔ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i)))
27	1, 25, 26	sylancl 597	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (-((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1 ↔ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i)))
28	24, 27	mpbid 235	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i))
29		tanhlt1 16212	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)
30		neg1rr 12200	. . . 4 ⊢ -1 ∈ ℝ
31	30	rexri 11263	. . 3 ⊢ -1 ∈ ℝ*
32	25	rexri 11263	. . 3 ⊢ 1 ∈ ℝ*
33		elioo2 13409	. . 3 ⊢ ((-1 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1) ↔ (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ ∧ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∧ ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)))
34	31, 32, 33	mp2an 704	. 2 ⊢ (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1) ↔ (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ ∧ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∧ ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1))
35	1, 28, 29, 34	syl3anbrc 1360	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ w3a 1101   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964   class class class wbr 5110  ‘cfv 6533  (class class class)co 7408  ℂcc 11094  ℝcr 11095  0cc0 11096  1c1 11097  ici 11098   · cmul 11101  ℝ^*cxr 11238   < clt 11239  -cneg 11438   / cdiv 11867  (,)cioo 13368  cosccos 16114  tanctan 16115

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-inf2 9606  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173  ax-pre-sup 11174

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-er 8690  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9398  df-inf 9399  df-oi 9468  df-card 9921  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-div 11868  df-nn 12230  df-2 12299  df-3 12300  df-n0 12501  df-z 12588  df-uz 12859  df-rp 13013  df-ioo 13372  df-ico 13374  df-fz 13532  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-seq 14034  df-exp 14094  df-fac 14306  df-bc 14335  df-hash 14363  df-shft 15100  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-limsup 15518  df-clim 15535  df-rlim 15536  df-sum 15734  df-ef 16117  df-sin 16119  df-cos 16120  df-tan 16121

This theorem is referenced by:  tanregt0  26666  atantan  27050