HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem cosh111lem1 10068
Description: Lemma for cosh111 10071.
Hypotheses
Ref Expression
cosh111lem1.1 |- A e. RR
cosh111lem1.2 |- B e. RR
cosh111lem1.3 |- 0 <_ A
cosh111lem1.4 |- 0 <_ B
cosh111lem1.5 |- A < pi
cosh111lem1.6 |- B < pi
Assertion
Ref Expression
cosh111lem1 |- (A < B -> (cos` B) < (cos` A))

Proof of Theorem cosh111lem1
StepHypRef Expression
1 cosh111lem1.3 . . . . . . 7 |- 0 <_ A
2 0re 6603 . . . . . . . 8 |- 0 e. RR
3 cosh111lem1.1 . . . . . . . 8 |- A e. RR
4 cosh111lem1.2 . . . . . . . 8 |- B e. RR
52, 3, 4lelttri 6761 . . . . . . 7 |- ((0 <_ A /\ A < B) -> 0 < B)
61, 5mpan 759 . . . . . 6 |- (A < B -> 0 < B)
7 addgtge0 6835 . . . . . . . . 9 |- (((B e. RR /\ A e. RR) /\ (0 < B /\ 0 <_ A)) -> 0 < (B + A))
84, 3, 7mpanl12 773 . . . . . . . 8 |- ((0 < B /\ 0 <_ A) -> 0 < (B + A))
91, 8mpan2 760 . . . . . . 7 |- (0 < B -> 0 < (B + A))
104, 3readdcli 6487 . . . . . . . 8 |- (B + A) e. RR
11 2re 7163 . . . . . . . 8 |- 2 e. RR
12 2pos 7173 . . . . . . . 8 |- 0 < 2
1310, 11, 12divgt0i2i 7041 . . . . . . 7 |- (0 < (B + A) -> 0 < ((B + A) / 2))
149, 13syl 12 . . . . . 6 |- (0 < B -> 0 < ((B + A) / 2))
15 2ne0 7174 . . . . . . . 8 |- 2 =/= 0
1610, 11, 15redivcli 6976 . . . . . . 7 |- ((B + A) / 2) e. RR
17 cosh111lem1.6 . . . . . . . . . . 11 |- B < pi
18 cosh111lem1.5 . . . . . . . . . . 11 |- A < pi
19 pire 10026 . . . . . . . . . . . 12 |- pi e. RR
204, 3, 19, 19lt2addi 6773 . . . . . . . . . . 11 |- ((B < pi /\ A < pi) -> (B + A) < (pi + pi))
2117, 18, 20mp2an 761 . . . . . . . . . 10 |- (B + A) < (pi + pi)
2219recni 6467 . . . . . . . . . . 11 |- pi e. CC
23222timesi 7187 . . . . . . . . . 10 |- (2 x. pi) = (pi + pi)
2421, 23breqtrri 3362 . . . . . . . . 9 |- (B + A) < (2 x. pi)
2511, 19remulcli 6488 . . . . . . . . . 10 |- (2 x. pi) e. RR
2610, 25, 11, 12ltdiv1ii 7001 . . . . . . . . 9 |- ((B + A) < (2 x. pi) <-> ((B + A) / 2) < ((2 x. pi) / 2))
2724, 26mpbi 206 . . . . . . . 8 |- ((B + A) / 2) < ((2 x. pi) / 2)
28 2cn 7164 . . . . . . . . 9 |- 2 e. CC
2922, 28, 15divcan3i 6934 . . . . . . . 8 |- ((2 x. pi) / 2) = pi
3027, 29breqtri 3360 . . . . . . 7 |- ((B + A) / 2) < pi
31 elioo2 7546 . . . . . . . . . 10 |- ((0 e. RR* /\ pi e. RR*) -> (((B + A) / 2) e. (0(,)pi) <-> (((B + A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B + A) / 2) /\ ((B + A) / 2) < pi)))
32 rexr 6668 . . . . . . . . . 10 |- (0 e. RR -> 0 e. RR*)
33 rexr 6668 . . . . . . . . . 10 |- (pi e. RR -> pi e. RR*)
3431, 32, 33syl2an 503 . . . . . . . . 9 |- ((0 e. RR /\ pi e. RR) -> (((B + A) / 2) e. (0(,)pi) <-> (((B + A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B + A) / 2) /\ ((B + A) / 2) < pi)))
352, 19, 34mp2an 761 . . . . . . . 8 |- (((B + A) / 2) e. (0(,)pi) <-> (((B + A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B + A) / 2) /\ ((B + A) / 2) < pi))
36 sinq12gt0t 10057 . . . . . . . 8 |- (((B + A) / 2) e. (0(,)pi) -> 0 < (sin` ((B + A) / 2)))
3735, 36sylbir 218 . . . . . . 7 |- ((((B + A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B + A) / 2) /\ ((B + A) / 2) < pi) -> 0 < (sin` ((B + A) / 2)))
3816, 30, 37mp3an13 1182 . . . . . 6 |- (0 < ((B + A) / 2) -> 0 < (sin`
((B + A) / 2)))
396, 14, 383syl 24 . . . . 5 |- (A < B -> 0 < (sin` ((B + A) / 2)))
403, 4posdifi 6854 . . . . . . 7 |- (A < B <-> 0 < (B - A))
414, 3resubcli 6602 . . . . . . . 8 |- (B - A) e. RR
42 gt0div 7035 . . . . . . . 8 |- (((B - A) e. RR /\ 2 e. RR /\ 0 < 2) -> (0 < (B - A) <-> 0 < ((B - A) / 2)))
4341, 11, 12, 42mp3an 1191 . . . . . . 7 |- (0 < (B - A) <-> 0 < ((B - A) / 2))
4440, 43bitri 190 . . . . . 6 |- (A < B <-> 0 < ((B - A) / 2))
4541, 11, 15redivcli 6976 . . . . . . 7 |- ((B - A) / 2) e. RR
4622addid2i 6484 . . . . . . . . . . . . 13 |- (0 + pi) = pi
472, 3, 19leadd1i 6767 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (0 <_ A <-> (0 + pi) <_ (A + pi))
481, 47mpbi 206 . . . . . . . . . . . . 13 |- (0 + pi) <_ (A + pi)
4946, 48eqbrtrri 3358 . . . . . . . . . . . 12 |- pi <_ (A + pi)
503, 19readdcli 6487 . . . . . . . . . . . . 13 |- (A + pi) e. RR
514, 19, 50ltletri 6762 . . . . . . . . . . . 12 |- ((B < pi /\ pi <_ (A + pi)) -> B < (A + pi))
5217, 49, 51mp2an 761 . . . . . . . . . . 11 |- B < (A + pi)
534, 3, 19ltsubadd2i 6821 . . . . . . . . . . 11 |- ((B - A) < pi <-> B < (A + pi))
5452, 53mpbir 207 . . . . . . . . . 10 |- (B - A) < pi
55 1lt2 7212 . . . . . . . . . . 11 |- 1 < 2
56 pipos 10027 . . . . . . . . . . . 12 |- 0 < pi
57 ltmulgt12 7029 . . . . . . . . . . . 12 |- ((pi e. RR /\ 2 e. RR /\ 0 < pi) -> (1 < 2 <-> pi < (2 x. pi)))
5819, 11, 56, 57mp3an 1191 . . . . . . . . . . 11 |- (1 < 2 <-> pi < (2 x. pi))
5955, 58mpbi 206 . . . . . . . . . 10 |- pi < (2 x. pi)
6041, 19, 25lttri 6760 . . . . . . . . . 10 |- (((B - A) < pi /\ pi < (2 x. pi)) -> (B - A) < (2 x. pi))
6154, 59, 60mp2an 761 . . . . . . . . 9 |- (B - A) < (2 x. pi)
6241, 25, 11, 12ltdiv1ii 7001 . . . . . . . . 9 |- ((B - A) < (2 x. pi) <-> ((B - A) / 2) < ((2 x. pi) / 2))
6361, 62mpbi 206 . . . . . . . 8 |- ((B - A) / 2) < ((2 x. pi) / 2)
6463, 29breqtri 3360 . . . . . . 7 |- ((B - A) / 2) < pi
65 elioo2 7546 . . . . . . . . . 10 |- ((0 e. RR* /\ pi e. RR*) -> (((B - A) / 2) e. (0(,)pi) <-> (((B - A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B - A) / 2) /\ ((B - A) / 2) < pi)))
6665, 32, 33syl2an 503 . . . . . . . . 9 |- ((0 e. RR /\ pi e. RR) -> (((B - A) / 2) e. (0(,)pi) <-> (((B - A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B - A) / 2) /\ ((B - A) / 2) < pi)))
672, 19, 66mp2an 761 . . . . . . . 8 |- (((B - A) / 2) e. (0(,)pi) <-> (((B - A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B - A) / 2) /\ ((B - A) / 2) < pi))
68 sinq12gt0t 10057 . . . . . . . 8 |- (((B - A) / 2) e. (0(,)pi) -> 0 < (sin` ((B - A) / 2)))
6967, 68sylbir 218 . . . . . . 7 |- ((((B - A) / 2) e. RR /\ 0 < ((B - A) / 2) /\ ((B - A) / 2) < pi) -> 0 < (sin` ((B - A) / 2)))
7045, 64, 69mp3an13 1182 . . . . . 6 |- (0 < ((B - A) / 2) -> 0 < (sin`
((B - A) / 2)))
7144, 70sylbi 216 . . . . 5 |- (A < B -> 0 < (sin` ((B - A) / 2)))
72 resincl 8703 . . . . . . 7 |- (((B + A) / 2) e. RR -> (sin` ((B + A) / 2)) e. RR)
7316, 72ax-mp 7 . . . . . 6 |- (sin` ((B + A) / 2)) e. RR
74 resincl 8703 . . . . . . 7 |- (((B - A) / 2) e. RR -> (sin` ((B - A) / 2)) e. RR)
7545, 74ax-mp 7 . . . . . 6 |- (sin` ((B - A) / 2)) e. RR
7673, 75mulgt0i 6786 . . . . 5 |- ((0 < (sin` ((B + A) / 2)) /\ 0 < (sin` ((B - A) / 2))) -> 0 < ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2))))
7739, 71, 76syl11anc 524 . . . 4 |- (A < B -> 0 < ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2))))
7873, 75remulcli 6488 . . . . . 6 |- ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2))) e. RR
7911, 78mulgt0i 6786 . . . . 5 |- ((0 < 2 /\ 0 < ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2)))) -> 0 < (2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2)))))
8012, 79mpan 759 . . . 4 |- (0 < ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2))) -> 0 < (2 x. ((sin`
((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2)))))
8177, 80syl 12 . . 3 |- (A < B -> 0 < (2 x. ((sin`
((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2)))))
824recni 6467 . . . . . . 7 |- B e. CC
833recni 6467 . . . . . . 7 |- A e. CC
84 subcos 8725 . . . . . . 7 |- ((B e. CC /\ A e. CC) -> ((cos` B) - (cos` A)) = (-u2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2)))))
8582, 83, 84mp2an 761 . . . . . 6 |- ((cos` B) - (cos` A)) = (-u2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2))))
8678recni 6467 . . . . . . 7 |- ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2))) e. CC
8728, 86mulneg1i 6608 . . . . . 6 |- (-u2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2)))) = -u(2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2))))
8885, 87eqtri 1908 . . . . 5 |- ((cos` B) - (cos` A)) = -u(2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2))))
89 recoscl 8704 . . . . . . . . 9 |- (B e. RR -> (cos` B) e. RR)
904, 89ax-mp 7 . . . . . . . 8 |- (cos` B) e. RR
9190recni 6467 . . . . . . 7 |- (cos` B) e. CC
92 recoscl 8704 . . . . . . . . 9 |- (A e. RR -> (cos` A) e. RR)
933, 92ax-mp 7 . . . . . . . 8 |- (cos` A) e. RR
9493recni 6467 . . . . . . 7 |- (cos` A) e. CC
9591, 94subcli 6523 . . . . . 6 |- ((cos` B) - (cos` A)) e. CC
9628, 86mulcli 6474 . . . . . 6 |- (2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2)))) e. CC
9795, 96negcon2i 6568 . . . . 5 |- (((cos` B) - (cos` A)) = -u(2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2)))) <-> (2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2)))) = -u((cos` B) - (cos` A)))
9888, 97mpbi 206 . . . 4 |- (2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin` ((B - A) / 2)))) = -u((cos` B) - (cos` A))
9991, 94negsubdi2i 6614 . . . 4 |- -u((cos` B) - (cos` A)) = ((cos` A) - (cos` B))
10098, 99eqtr2i 1909 . . 3 |- ((cos` A) - (cos` B)) = (2 x. ((sin` ((B + A) / 2)) x. (sin`
((B - A) / 2))))
10181, 100syl6breqr 3377 . 2 |- (A < B -> 0 < ((cos` A) - (cos` B)))
10290, 93posdifi 6854 . 2 |- ((cos` B) < (cos` A) <-> 0 < ((cos` A) - (cos` B)))
103101, 102sylibr 217 1 |- (A < B -> (cos` B) < (cos` A))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 3   <-> wb 163   /\ wa 240   /\ w3a 858   = wceq 1298   e. wcel 1300   class class class wbr 3338  ` cfv 3998  (class class class)co 4884  CCcc 6384  RRcr 6385  0cc0 6386  1c1 6387   + caddc 6389   x. cmul 6391   - cmin 6445  -ucneg 6446   / cdiv 6447   <_ cle 6448  RR*cxr 6652   < clt 6653  2c2 7145  (,)cioo 7524  sincsin 8557  cosccos 8558  picpi 8559
This theorem is referenced by:  cosh111lem2 10069
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-5 1302  ax-7 1304  ax-gen 1305  ax-8 1306  ax-9 1307  ax-10 1308  ax-11 1309  ax-12 1310  ax-13 1311  ax-14 1312  ax-17 1317  ax-4 1319  ax-5o 1321  ax-6o 1324  ax-9o 1481  ax-10o 1500  ax-16 1580  ax-11o 1588  ax-ext 1865  ax-rep 3428  ax-sep 3438  ax-nul 3445  ax-pow 3481  ax-pr 3524  ax-un 3790  ax-reg 5695  ax-inf2 5731  ax-ac 5906
This theorem depends on definitions:  df-bi 164  df-or 241  df-an 242  df-3or 859  df-3an 860  df-ex 1327  df-sb 1536  df-eu 1775  df-mo 1776  df-clab 1872  df-cleq 1877  df-clel 1880  df-ne 2019  df-nel 2020  df-ral 2109  df-rex 2110  df-reu 2111  df-rab 2112  df-v 2294  df-sbc 2454  df-csb 2541  df-dif 2597  df-un 2600  df-in 2603  df-ss 2605  df-pss 2607  df-nul 2876  df-if 2983  df-pw 3035  df-sn 3049  df-pr 3050  df-tp 3052  df-op 3053  df-uni 3178  df-int 3215  df-iun 3257  df-iin 3258  df-br 3339  df-opab 3396  df-tr 3412  df-eprel 3583  df-id 3586  df-po 3591  df-so 3604  df-fr 3625  df-we 3644  df-ord 3660  df-on 3661  df-lim 3662  df-suc 3663  df-om 3950  df-xp 4000  df-rel 4001  df-cnv 4002  df-co 4003  df-dm 4004  df-rn 4005  df-res 4006  df-ima 4007  df-fun 4008  df-fn 4009  df-f 4010  df-f1 4011  df-fo 4012  df-f1o 4013  df-fv 4014  df-opr 4886  df-oprab 4887  df-mpt 5006  df-1st 5020  df-2nd 5021  df-iota 5089  df-rdg 5140  df-1o 5177  df-oadd 5179  df-omul 5180  df-er 5318  df-ec 5320  df-qs 5323  df-map 5383  df-en 5427  df-dom 5428  df-sdom 5429  df-undef 5556  df-riota 5560  df-sup 5664  df-r1 5750  df-rank 5751  df-ni 6152  df-pli 6153  df-mi 6154  df-lti 6155  df-plpq 6187  df-mpq 6188  df-enq 6189  df-nq 6190  df-plq 6191  df-mq 6192  df-rq 6193  df-ltq 6194  df-1q 6195  df-np 6238  df-1p 6239  df-plp 6240  df-mp 6241  df-ltp 6242  df-plpr 6316  df-mpr 6317  df-enr 6318  df-nr 6319  df-plr 6320  df-mr 6321  df-ltr 6322  df-0r 6323  df-1r 6324  df-m1r 6325  df-c 6392  df-0 6393  df-1 6394  df-i 6395  df-r 6396  df-plus 6397  df-mul 6398  df-lt 6399  df-sub 6511  df-neg 6513  df-pnf 6654  df-mnf 6655  df-xr 6656  df-ltxr 6657  df-le 6658  df-div 6892  df-n 7108  df-2 7154  df-3 7155  df-4 7156  df-5 7157  df-6 7158  df-7 7159  df-8 7160  df-9 7161  df-rp 7232  df-n0 7309  df-z 7345  df-q 7436  df-fl 7463  df-ioo 7528  df-ioc 7529  df-ico 7530  df-icc 7531  df-uz 7587  df-fz 7638  df-seq1 7721  df-shft 7754  df-seqz 7776  df-seq0 7777  df-exp 7812  df-sqr 7920  df-re 8001  df-im 8002  df-cj 8003  df-abs 8004  df-fac 8184  df-bc 8209  df-clim 8235  df-sum 8240  df-cncf 8525  df-ef 8560  df-sin 8562  df-cos 8563  df-pi 8564  df-top 8861  df-cn 9030  df-cnp 9031  df-met 9070  df-bl 9072  df-opn 9073  df-lm 9200
Copyright terms: Public domain