Users' Mathboxes Mathbox for Jim Kingdon < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  taupi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem taupi 37324
Description: Relationship between τ and π. This can be seen as connecting the ratio of a circle's circumference to its radius and the ratio of a circle's circumference to its diameter. (Contributed by Jim Kingdon, 19-Feb-2019.) (Revised by AV, 1-Oct-2020.)
Assertion
Ref Expression
taupi τ = (2 · π)

Proof of Theorem taupi
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 taupilem2 37323 . 2 τ ≤ (2 · π)
2 inss1 4237 . . . . . . 7 (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ⊆ ℝ+
3 rpssre 13042 . . . . . . 7 + ⊆ ℝ
42, 3sstri 3993 . . . . . 6 (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ⊆ ℝ
5 2rp 13039 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ+
6 pirp 26503 . . . . . . . . 9 π ∈ ℝ+
7 rpmulcl 13058 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ ℝ+ ∧ π ∈ ℝ+) → (2 · π) ∈ ℝ+)
85, 6, 7mp2an 692 . . . . . . . 8 (2 · π) ∈ ℝ+
9 cos2pi 26518 . . . . . . . 8 (cos‘(2 · π)) = 1
10 taupilem3 37320 . . . . . . . 8 ((2 · π) ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ↔ ((2 · π) ∈ ℝ+ ∧ (cos‘(2 · π)) = 1))
118, 9, 10mpbir2an 711 . . . . . . 7 (2 · π) ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))
1211ne0ii 4344 . . . . . 6 (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ≠ ∅
13 taupilemrplb 37321 . . . . . 6 𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))𝑥𝑦
144, 12, 133pm3.2i 1340 . . . . 5 ((ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ⊆ ℝ ∧ (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))𝑥𝑦)
15 2re 12340 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
16 pire 26500 . . . . . 6 π ∈ ℝ
1715, 16remulcli 11277 . . . . 5 (2 · π) ∈ ℝ
18 infregelb 12252 . . . . 5 ((((ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ⊆ ℝ ∧ (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))𝑥𝑦) ∧ (2 · π) ∈ ℝ) → ((2 · π) ≤ inf((ℝ+ ∩ (cos “ {1})), ℝ, < ) ↔ ∀𝑥 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))(2 · π) ≤ 𝑥))
1914, 17, 18mp2an 692 . . . 4 ((2 · π) ≤ inf((ℝ+ ∩ (cos “ {1})), ℝ, < ) ↔ ∀𝑥 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))(2 · π) ≤ 𝑥)
20 taupilem3 37320 . . . . 5 (𝑥 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ↔ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ (cos‘𝑥) = 1))
21 taupilem1 37322 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℝ+ ∧ (cos‘𝑥) = 1) → (2 · π) ≤ 𝑥)
2220, 21sylbi 217 . . . 4 (𝑥 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) → (2 · π) ≤ 𝑥)
2319, 22mprgbir 3068 . . 3 (2 · π) ≤ inf((ℝ+ ∩ (cos “ {1})), ℝ, < )
24 df-tau 16239 . . 3 τ = inf((ℝ+ ∩ (cos “ {1})), ℝ, < )
2523, 24breqtrri 5170 . 2 (2 · π) ≤ τ
26 infrecl 12250 . . . . 5 (((ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ⊆ ℝ ∧ (ℝ+ ∩ (cos “ {1})) ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ (ℝ+ ∩ (cos “ {1}))𝑥𝑦) → inf((ℝ+ ∩ (cos “ {1})), ℝ, < ) ∈ ℝ)
2714, 26ax-mp 5 . . . 4 inf((ℝ+ ∩ (cos “ {1})), ℝ, < ) ∈ ℝ
2824, 27eqeltri 2837 . . 3 τ ∈ ℝ
2928, 17letri3i 11377 . 2 (τ = (2 · π) ↔ (τ ≤ (2 · π) ∧ (2 · π) ≤ τ))
301, 25, 29mpbir2an 711 1 τ = (2 · π)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940  wral 3061  wrex 3070  cin 3950  wss 3951  c0 4333  {csn 4626   class class class wbr 5143  ccnv 5684  cima 5688  cfv 6561  (class class class)co 7431  infcinf 9481  cr 11154  1c1 11156   · cmul 11160   < clt 11295  cle 11296  2c2 12321  +crp 13034  cosccos 16100  πcpi 16102  τctau 16238
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-inf2 9681  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233  ax-addf 11234
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-er 8745  df-map 8868  df-pm 8869  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-fi 9451  df-sup 9482  df-inf 9483  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-q 12991  df-rp 13035  df-xneg 13154  df-xadd 13155  df-xmul 13156  df-ioo 13391  df-ioc 13392  df-ico 13393  df-icc 13394  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-fl 13832  df-mod 13910  df-seq 14043  df-exp 14103  df-fac 14313  df-bc 14342  df-hash 14370  df-shft 15106  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-limsup 15507  df-clim 15524  df-rlim 15525  df-sum 15723  df-ef 16103  df-sin 16105  df-cos 16106  df-pi 16108  df-tau 16239  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-hom 17321  df-cco 17322  df-rest 17467  df-topn 17468  df-0g 17486  df-gsum 17487  df-topgen 17488  df-pt 17489  df-prds 17492  df-xrs 17547  df-qtop 17552  df-imas 17553  df-xps 17555  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-submnd 18797  df-mulg 19086  df-cntz 19335  df-cmn 19800  df-psmet 21356  df-xmet 21357  df-met 21358  df-bl 21359  df-mopn 21360  df-fbas 21361  df-fg 21362  df-cnfld 21365  df-top 22900  df-topon 22917  df-topsp 22939  df-bases 22953  df-cld 23027  df-ntr 23028  df-cls 23029  df-nei 23106  df-lp 23144  df-perf 23145  df-cn 23235  df-cnp 23236  df-haus 23323  df-tx 23570  df-hmeo 23763  df-fil 23854  df-fm 23946  df-flim 23947  df-flf 23948  df-xms 24330  df-ms 24331  df-tms 24332  df-cncf 24904  df-limc 25901  df-dv 25902
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator