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

Theorem pilem3 10022
Description: Lemma for pire 10026, pigt2lt4 10024 and sinpi 10025.
Hypotheses
Ref Expression
pilem1.1 |- S = {x e. (-u4[,)0) | (sin` x) = 0}
pilem1.2 |- C = sup(S, RR, < )
pilem3.3 |- T = {x e. RR | (x < 0 /\ (sin`
x) = 0)}
pilem3.4 |- P = {x e. RR | (0 < x /\ (sin`
x) = 0)}
Assertion
Ref Expression
pilem3 |- (pi e. RR+ /\ pi e. (2(,)4) /\ (sin`
pi) = 0)
Distinct variable groups:   x,C   x,P

Proof of Theorem pilem3
StepHypRef Expression
1 pilem3.4 . . . . . . 7 |- P = {x e. RR | (0 < x /\ (sin`
x) = 0)}
2 ssrab2 2692 . . . . . . 7 |- {x e. RR | (0 < x /\ (sin` x) = 0)} C_ RR
31, 2eqsstri 2647 . . . . . 6 |- P C_ RR
4 pilem1.1 . . . . . . . . . . . . . 14 |- S = {x e. (-u4[,)0) | (sin` x) = 0}
5 pilem1.2 . . . . . . . . . . . . . 14 |- C = sup(S, RR, < )
6 eqid 1884 . . . . . . . . . . . . . 14 |- {x e. (-u4[,]-u2) | (sin` x) = 0} = {x e. (-u4[,]-u2) | (sin`
x) = 0}
74, 5, 6pilem1 10020 . . . . . . . . . . . . 13 |- (C e. (-u4(,)-u2) /\ (sin` C) = 0)
87simpli 347 . . . . . . . . . . . 12 |- C e. (-u4(,)-u2)
9 4re 7166 . . . . . . . . . . . . . 14 |- 4 e. RR
109renegcli 6576 . . . . . . . . . . . . 13 |- -u4 e. RR
11 2re 7163 . . . . . . . . . . . . . 14 |- 2 e. RR
1211renegcli 6576 . . . . . . . . . . . . 13 |- -u2 e. RR
13 elioo2 7546 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((-u4 e. RR* /\ -u2 e. RR*) -> (C e. (-u4(,)-u2) <-> (C e. RR /\ -u4 < C /\ C < -u2)))
14 rexr 6668 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (-u4 e. RR -> -u4 e. RR*)
15 rexr 6668 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (-u2 e. RR -> -u2 e. RR*)
1613, 14, 15syl2an 503 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((-u4 e. RR /\ -u2 e. RR) -> (C e. (-u4(,)-u2) <-> (C e. RR /\ -u4 < C /\ C < -u2)))
1710, 12, 16mp2an 761 . . . . . . . . . . . 12 |- (C e. (-u4(,)-u2) <-> (C e. RR /\ -u4 < C /\ C < -u2))
188, 17mpbi 206 . . . . . . . . . . 11 |- (C e. RR /\ -u4 < C /\ C < -u2)
1918simp3i 887 . . . . . . . . . 10 |- C < -u2
20 2pos 7173 . . . . . . . . . . 11 |- 0 < 2
21 lt0neg2 6858 . . . . . . . . . . . 12 |- (2 e. RR -> (0 < 2 <-> -u2 < 0))
2211, 21ax-mp 7 . . . . . . . . . . 11 |- (0 < 2 <-> -u2 < 0)
2320, 22mpbi 206 . . . . . . . . . 10 |- -u2 < 0
2418simp1i 885 . . . . . . . . . . 11 |- C e. RR
25 0re 6603 . . . . . . . . . . 11 |- 0 e. RR
2624, 12, 25lttri 6760 . . . . . . . . . 10 |- ((C < -u2 /\ -u2 < 0) -> C < 0)
2719, 23, 26mp2an 761 . . . . . . . . 9 |- C < 0
28 lt0neg1 6857 . . . . . . . . . 10 |- (C e. RR -> (C < 0 <-> 0 < -uC))
2924, 28ax-mp 7 . . . . . . . . 9 |- (C < 0 <-> 0 < -uC)
3027, 29mpbi 206 . . . . . . . 8 |- 0 < -uC
3124recni 6467 . . . . . . . . . 10 |- C e. CC
32 sinneg 8707 . . . . . . . . . 10 |- (C e. CC -> (sin` -uC) = -u(sin` C))
3331, 32ax-mp 7 . . . . . . . . 9 |- (sin` -uC) = -u(sin`
C)
347simpri 351 . . . . . . . . . 10 |- (sin` C) = 0
3534negeqi 6515 . . . . . . . . 9 |- -u(sin` C) = -u0
36 neg0 6575 . . . . . . . . 9 |- -u0 = 0
3733, 35, 363eqtri 1912 . . . . . . . 8 |- (sin` -uC) = 0
3824renegcli 6576 . . . . . . . . 9 |- -uC e. RR
39 breq2 3342 . . . . . . . . . . . 12 |- (x = -uC -> (0 < x <-> 0 < -uC))
40 fveq2 4681 . . . . . . . . . . . . 13 |- (x = -uC -> (sin` x) = (sin`
-uC))
4140eqeq1d 1892 . . . . . . . . . . . 12 |- (x = -uC -> ((sin` x) = 0 <-> (sin` -uC) = 0))
4239, 41anbi12d 690 . . . . . . . . . . 11 |- (x = -uC -> ((0 < x /\ (sin`
x) = 0) <-> (0 < -uC /\ (sin` -uC) = 0)))
4342, 1elrab2 2416 . . . . . . . . . 10 |- (-uC e. P <-> (-uC e. RR /\ (0 < -uC /\ (sin` -uC) = 0)))
4443biimpri 169 . . . . . . . . 9 |- ((-uC e. RR /\ (0 < -uC /\ (sin` -uC) = 0)) -> -uC e. P)
4538, 44mpan 759 . . . . . . . 8 |- ((0 < -uC /\ (sin` -uC) = 0) -> -uC e. P)
4630, 37, 45mp2an 761 . . . . . . 7 |- -uC e. P
47 ne0i 2881 . . . . . . 7 |- (-uC e. P -> P =/= (/))
4846, 47ax-mp 7 . . . . . 6 |- P =/= (/)
49 breq2 3342 . . . . . . . . . . . 12 |- (x = w -> (0 < x <-> 0 < w))
50 fveq2 4681 . . . . . . . . . . . . 13 |- (x = w -> (sin` x) = (sin`
w))
5150eqeq1d 1892 . . . . . . . . . . . 12 |- (x = w -> ((sin` x) = 0 <-> (sin` w) = 0))
5249, 51anbi12d 690 . . . . . . . . . . 11 |- (x = w -> ((0 < x /\ (sin`
x) = 0) <-> (0 < w /\ (sin` w) = 0)))
5352, 1elrab2 2416 . . . . . . . . . 10 |- (w e. P <-> (w e. RR /\ (0 < w /\ (sin` w) = 0)))
5453simplbi 349 . . . . . . . . 9 |- (w e. P -> w e. RR)
55 3anass 862 . . . . . . . . . . 11 |- ((w e. RR /\ 0 < w /\ (sin` w) = 0) <-> (w e. RR /\ (0 < w /\ (sin` w) = 0)))
5653, 55bitr4i 193 . . . . . . . . . 10 |- (w e. P <-> (w e. RR /\ 0 < w /\ (sin` w) = 0))
5756simp2bi 892 . . . . . . . . 9 |- (w e. P -> 0 < w)
58 ltle 6690 . . . . . . . . . 10 |- ((0 e. RR /\ w e. RR) -> (0 < w -> 0 <_ w))
5925, 58mpan 759 . . . . . . . . 9 |- (w e. RR -> (0 < w -> 0 <_ w))
6054, 57, 59sylc 83 . . . . . . . 8 |- (w e. P -> 0 <_ w)
6160rgen 2159 . . . . . . 7 |- A.w e. P 0 <_ w
62 breq1 3341 . . . . . . . . 9 |- (z = 0 -> (z <_ w <-> 0 <_ w))
6362ralbidv 2123 . . . . . . . 8 |- (z = 0 -> (A.w e. P z <_ w <-> A.w e. P 0 <_ w))
6463rcla4ev 2381 . . . . . . 7 |- ((0 e. RR /\ A.w e. P 0 <_ w) -> E.z e. RR A.w e. P z <_ w)
6525, 61, 64mp2an 761 . . . . . 6 |- E.z e. RR A.w e. P z <_ w
66 infmsup 7277 . . . . . . 7 |- ((P C_ RR /\ P =/= (/) /\ E.z e. RR A.w e. P z <_ w) -> sup(P, RR, `' < ) = -usup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < ))
67 df-pi 8564 . . . . . . . 8 |- pi = sup({x e. RR | (0 < x /\ (sin` x) = 0)}, RR, `' < )
68 supeq1 5665 . . . . . . . . 9 |- (P = {x e. RR | (0 < x /\ (sin` x) = 0)} -> sup(P, RR, `' < ) = sup({x e. RR | (0 < x /\ (sin`
x) = 0)}, RR, `' < ))
691, 68ax-mp 7 . . . . . . . 8 |- sup(P, RR, `' < ) = sup({x e. RR | (0 < x /\ (sin` x) = 0)}, RR, `' < )
7067, 69eqtr4i 1911 . . . . . . 7 |- pi = sup(P, RR, `' < )
7166, 70syl5eq 1940 . . . . . 6 |- ((P C_ RR /\ P =/= (/) /\ E.z e. RR A.w e. P z <_ w) -> pi = -usup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < ))
723, 48, 65, 71mp3an 1191 . . . . 5 |- pi = -usup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < )
73 pilem3.3 . . . . . . . 8 |- T = {x e. RR | (x < 0 /\ (sin`
x) = 0)}
744, 5, 73pilem2 10021 . . . . . . 7 |- C = sup(T, RR, < )
75 breq1 3341 . . . . . . . . . . 11 |- (x = v -> (x < 0 <-> v < 0))
76 fveq2 4681 . . . . . . . . . . . 12 |- (x = v -> (sin` x) = (sin`
v))
7776eqeq1d 1892 . . . . . . . . . . 11 |- (x = v -> ((sin` x) = 0 <-> (sin` v) = 0))
7875, 77anbi12d 690 . . . . . . . . . 10 |- (x = v -> ((x < 0 /\ (sin`
x) = 0) <-> (v < 0 /\ (sin` v) = 0)))
7978cbvrabv 2422 . . . . . . . . 9 |- {x e. RR | (x < 0 /\ (sin` x) = 0)} = {v e. RR | (v < 0 /\ (sin` v) = 0)}
80 lt0neg1 6857 . . . . . . . . . . . . 13 |- (v e. RR -> (v < 0 <-> 0 < -uv))
81 resincl 8703 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (v e. RR -> (sin` v) e. RR)
8281recnd 6468 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (v e. RR -> (sin` v) e. CC)
83 negeq0 6984 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((sin` v) e. CC -> ((sin` v) = 0 <-> -u(sin` v) = 0))
8482, 83syl 12 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (v e. RR -> ((sin` v) = 0 <-> -u(sin` v) = 0))
85 recn 6466 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (v e. RR -> v e. CC)
86 sinneg 8707 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (v e. CC -> (sin` -uv) = -u(sin` v))
8785, 86syl 12 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (v e. RR -> (sin` -uv) = -u(sin` v))
8887eqeq1d 1892 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (v e. RR -> ((sin` -uv) = 0 <-> -u(sin` v) = 0))
8984, 88bitr4d 590 . . . . . . . . . . . . 13 |- (v e. RR -> ((sin` v) = 0 <-> (sin` -uv) = 0))
9080, 89anbi12d 690 . . . . . . . . . . . 12 |- (v e. RR -> ((v < 0 /\ (sin`
v) = 0) <-> (0 < -uv /\ (sin` -uv) = 0)))
91 renegcl 6600 . . . . . . . . . . . . 13 |- (v e. RR -> -uv e. RR)
9291biantrurd 796 . . . . . . . . . . . 12 |- (v e. RR -> ((0 < -uv /\ (sin` -uv) = 0) <-> (-uv e. RR /\ (0 < -uv /\ (sin` -uv) = 0))))
9390, 92bitrd 587 . . . . . . . . . . 11 |- (v e. RR -> ((v < 0 /\ (sin`
v) = 0) <-> (-uv e. RR /\ (0 < -uv /\ (sin` -uv) = 0))))
94 breq2 3342 . . . . . . . . . . . . 13 |- (x = -uv -> (0 < x <-> 0 < -uv))
95 fveq2 4681 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (x = -uv -> (sin` x) = (sin`
-uv))
9695eqeq1d 1892 . . . . . . . . . . . . 13 |- (x = -uv -> ((sin` x) = 0 <-> (sin` -uv) = 0))
9794, 96anbi12d 690 . . . . . . . . . . . 12 |- (x = -uv -> ((0 < x /\ (sin`
x) = 0) <-> (0 < -uv /\ (sin` -uv) = 0)))
9897, 1elrab2 2416 . . . . . . . . . . 11 |- (-uv e. P <-> (-uv e. RR /\ (0 < -uv /\ (sin` -uv) = 0)))
9993, 98syl6bbr 597 . . . . . . . . . 10 |- (v e. RR -> ((v < 0 /\ (sin`
v) = 0) <-> -uv e. P))
10099rabbiia 2285 . . . . . . . . 9 |- {v e. RR | (v < 0 /\ (sin` v) = 0)} = {v e. RR | -uv e. P}
10173, 79, 1003eqtri 1912 . . . . . . . 8 |- T = {v e. RR | -uv e. P}
102 supeq1 5665 . . . . . . . 8 |- (T = {v e. RR | -uv e. P} -> sup(T, RR, < ) = sup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < ))
103101, 102ax-mp 7 . . . . . . 7 |- sup(T, RR, < ) = sup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < )
10474, 103eqtri 1908 . . . . . 6 |- C = sup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < )
105104negeqi 6515 . . . . 5 |- -uC = -usup({v e. RR | -uv e. P}, RR, < )
10672, 105eqtr4i 1911 . . . 4 |- pi = -uC
107106, 38eqeltri 1967 . . 3 |- pi e. RR
10830, 106breqtrri 3362 . . 3 |- 0 < pi
109107, 108elrpii 7234 . 2 |- pi e. RR+
110 iooneg 7575 . . . . . 6 |- ((2 e. RR /\ 4 e. RR /\ -uC e. RR) -> (-uC e. (2(,)4) <-> -u-uC e. (-u4(,)-u2)))
11111, 9, 38, 110mp3an 1191 . . . . 5 |- (-uC e. (2(,)4) <-> -u-uC e. (-u4(,)-u2))
11231negnegi 6549 . . . . . 6 |- -u-uC = C
113112eleq1i 1960 . . . . 5 |- (-u-uC e. (-u4(,)-u2) <-> C e. (-u4(,)-u2))
114111, 113bitr2i 191 . . . 4 |- (C e. (-u4(,)-u2) <-> -uC e. (2(,)4))
1158, 114mpbi 206 . . 3 |- -uC e. (2(,)4)
116106, 115eqeltri 1967 . 2 |- pi e. (2(,)4)
117106fveq2i 4684 . . 3 |- (sin` pi) = (sin` -uC)
118117, 37eqtri 1908 . 2 |- (sin` pi) = 0
119109, 116, 1183pm3.2i 1048 1 |- (pi e. RR+ /\ pi e. (2(,)4) /\ (sin`
pi) = 0)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 3   <-> wb 163   /\ wa 240   /\ w3a 858   = wceq 1298   e. wcel 1300   =/= wne 2017  A.wral 2105  E.wrex 2106  {crab 2108   C_ wss 2593  (/)c0 2875   class class class wbr 3338  `'ccnv 3985  ` cfv 3998  (class class class)co 4884  supcsup 5663  CCcc 6384  RRcr 6385  0cc0 6386  -ucneg 6446   <_ cle 6448  RR+crp 6453  RR*cxr 6652   < clt 6653  2c2 7145  4c4 7147  (,)cioo 7524  [,)cico 7526  [,]cicc 7527  sincsin 8557  picpi 8559
This theorem is referenced by:  pilem4 10023
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