Theorem tanhbnd 16100

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 16098	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ)
2		ax-icn 11165	. . . . . . . 8 ⊢ i ∈ ℂ
3		recn 11196	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
4		mulcl 11190	. . . . . . . 8 ⊢ ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
5	2, 3, 4	sylancr 587	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
6		rpcoshcl 16096	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘(i · 𝐴)) ∈ ℝ+)
7	6	rpne0d 13017	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘(i · 𝐴)) ≠ 0)
8	5, 7	tancld 16071	. . . . . 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 11999	. . . . 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 587	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (i · -𝐴) = -(i · 𝐴))
15	14	fveq2d 6892	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · -𝐴)) = (tan‘-(i · 𝐴)))
16		tanneg 16087	. . . . . . . 8 ⊢ (((i · 𝐴) ∈ ℂ ∧ (cos‘(i · 𝐴)) ≠ 0) → (tan‘-(i · 𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
17	5, 7, 16	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘-(i · 𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
18	15, 17	eqtrd 2772	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · -𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
19	18	oveq1d 7420	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) = (-(tan‘(i · 𝐴)) / i))
20	12, 19	eqtr4d 2775	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) = ((tan‘(i · -𝐴)) / i))
21		renegcl 11519	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -𝐴 ∈ ℝ)
22		tanhlt1 16099	. . . . 5 ⊢ (-𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) < 1)
23	21, 22	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) < 1)
24	20, 23	eqbrtrd 5169	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)
25		1re 11210	. . . 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 586	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → (-((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1 ↔ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i)))
28	24, 27	mpbid 231	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i))
29		tanhlt1 16099	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)
30		neg1rr 12323	. . . 4 ⊢ -1 ∈ ℝ
31	30	rexri 11268	. . 3 ⊢ -1 ∈ ℝ*
32	25	rexri 11268	. . 3 ⊢ 1 ∈ ℝ*
33		elioo2 13361	. . 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 690	. 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 1343	1 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940   class class class wbr 5147  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  ℂcc 11104  ℝcr 11105  0cc0 11106  1c1 11107  ici 11108   · cmul 11111  ℝ^*cxr 11243   < clt 11244  -cneg 11441   / cdiv 11867  (,)cioo 13320  cosccos 16004  tanctan 16005

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

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-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  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-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-pm 8819  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  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-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-ioo 13324  df-ico 13326  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-tan 16011

This theorem is referenced by:  tanregt0  26039  atantan  26417