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Theorem sinccvglem 29235
Description:  ( ( sin `  x
)  /  x )  ~~>  1 as (real)  x  ~~>  0. (Contributed by Paul Chapman, 10-Nov-2012.) (Revised by Mario Carneiro, 21-May-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
sinccvg.1  |-  ( ph  ->  F : NN --> ( RR 
\  { 0 } ) )
sinccvg.2  |-  ( ph  ->  F  ~~>  0 )
sinccvg.3  |-  G  =  ( x  e.  ( RR  \  { 0 } )  |->  ( ( sin `  x )  /  x ) )
sinccvg.4  |-  H  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  -  (
( x ^ 2 )  /  3 ) ) )
sinccvg.5  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
sinccvg.6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  <  1
)
Assertion
Ref Expression
sinccvglem  |-  ( ph  ->  ( G  o.  F
)  ~~>  1 )
Distinct variable groups:    x, k, F    k, H    k, M    ph, k    k, G
Allowed substitution hints:    ph( x)    G( x)    H( x)    M( x)

Proof of Theorem sinccvglem
Dummy variables  w  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2457 . 2  |-  ( ZZ>= `  M )  =  (
ZZ>= `  M )
2 sinccvg.5 . . 3  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
32nnzd 10989 . 2  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
4 sinccvg.2 . . . 4  |-  ( ph  ->  F  ~~>  0 )
5 sinccvg.4 . . . . . 6  |-  H  =  ( x  e.  CC  |->  ( 1  -  (
( x ^ 2 )  /  3 ) ) )
65funmpt2 5631 . . . . 5  |-  Fun  H
7 sinccvg.1 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  F : NN --> ( RR 
\  { 0 } ) )
8 nnex 10562 . . . . . 6  |-  NN  e.  _V
9 fex 6146 . . . . . 6  |-  ( ( F : NN --> ( RR 
\  { 0 } )  /\  NN  e.  _V )  ->  F  e. 
_V )
107, 8, 9sylancl 662 . . . . 5  |-  ( ph  ->  F  e.  _V )
11 cofunexg 6763 . . . . 5  |-  ( ( Fun  H  /\  F  e.  _V )  ->  ( H  o.  F )  e.  _V )
126, 10, 11sylancr 663 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  e.  _V )
137adantr 465 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  F : NN
--> ( RR  \  {
0 } ) )
14 eluznn 11177 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  NN  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M ) )  -> 
k  e.  NN )
152, 14sylan 471 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  k  e.  NN )
1613, 15ffvelrnd 6033 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( F `  k )  e.  ( RR  \  { 0 } ) )
17 eldifsn 4157 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  k )  e.  ( RR  \  { 0 } )  <-> 
( ( F `  k )  e.  RR  /\  ( F `  k
)  =/=  0 ) )
1816, 17sylib 196 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( F `  k )  e.  RR  /\  ( F `
 k )  =/=  0 ) )
1918simpld 459 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( F `  k )  e.  RR )
2019recnd 9639 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( F `  k )  e.  CC )
21 ax-1cn 9567 . . . . . 6  |-  1  e.  CC
22 sqcl 12233 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x ^ 2 )  e.  CC )
23 3cn 10631 . . . . . . . 8  |-  3  e.  CC
24 3ne0 10651 . . . . . . . 8  |-  3  =/=  0
25 divcl 10234 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( x ^ 2 )  e.  CC  /\  3  e.  CC  /\  3  =/=  0 )  ->  (
( x ^ 2 )  /  3 )  e.  CC )
2623, 24, 25mp3an23 1316 . . . . . . 7  |-  ( ( x ^ 2 )  e.  CC  ->  (
( x ^ 2 )  /  3 )  e.  CC )
2722, 26syl 16 . . . . . 6  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( x ^ 2 )  /  3 )  e.  CC )
28 subcl 9838 . . . . . 6  |-  ( ( 1  e.  CC  /\  ( ( x ^
2 )  /  3
)  e.  CC )  ->  ( 1  -  ( ( x ^
2 )  /  3
) )  e.  CC )
2921, 27, 28sylancr 663 . . . . 5  |-  ( x  e.  CC  ->  (
1  -  ( ( x ^ 2 )  /  3 ) )  e.  CC )
305, 29fmpti 6055 . . . 4  |-  H : CC
--> CC
31 eqid 2457 . . . . . . . . . 10  |-  ( TopOpen ` fld )  =  ( TopOpen ` fld )
3231cnfldtopon 21416 . . . . . . . . 9  |-  ( TopOpen ` fld )  e.  (TopOn `  CC )
3332a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( T. 
->  ( TopOpen ` fld )  e.  (TopOn `  CC ) )
34 1cnd 9629 . . . . . . . . 9  |-  ( T. 
->  1  e.  CC )
3533, 33, 34cnmptc 20289 . . . . . . . 8  |-  ( T. 
->  ( x  e.  CC  |->  1 )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) ) )
3631sqcn 21504 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 2 ) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen ` fld ) )
3736a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( T. 
->  ( x  e.  CC  |->  ( x ^ 2 ) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) ) )
3831divccn 21503 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 3  e.  CC  /\  3  =/=  0 )  -> 
( y  e.  CC  |->  ( y  /  3
) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) ) )
3923, 24, 38mp2an 672 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  CC  |->  ( y  /  3 ) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen ` fld ) )
4039a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( T. 
->  ( y  e.  CC  |->  ( y  /  3
) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) ) )
41 oveq1 6303 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  ( x ^
2 )  ->  (
y  /  3 )  =  ( ( x ^ 2 )  / 
3 ) )
4233, 37, 33, 40, 41cnmpt11 20290 . . . . . . . 8  |-  ( T. 
->  ( x  e.  CC  |->  ( ( x ^
2 )  /  3
) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) ) )
4331subcn 21496 . . . . . . . . 9  |-  -  e.  ( ( ( TopOpen ` fld )  tX  ( TopOpen ` fld ) )  Cn  ( TopOpen
` fld
) )
4443a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( T. 
->  -  e.  ( ( ( TopOpen ` fld )  tX  ( TopOpen ` fld )
)  Cn  ( TopOpen ` fld )
) )
4533, 35, 42, 44cnmpt12f 20293 . . . . . . 7  |-  ( T. 
->  ( x  e.  CC  |->  ( 1  -  (
( x ^ 2 )  /  3 ) ) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) ) )
4645trud 1404 . . . . . 6  |-  ( x  e.  CC  |->  ( 1  -  ( ( x ^ 2 )  / 
3 ) ) )  e.  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen ` fld ) )
4731cncfcn1 21540 . . . . . 6  |-  ( CC
-cn-> CC )  =  ( ( TopOpen ` fld )  Cn  ( TopOpen
` fld
) )
4846, 5, 473eltr4i 2558 . . . . 5  |-  H  e.  ( CC -cn-> CC )
49 cncfi 21524 . . . . 5  |-  ( ( H  e.  ( CC
-cn-> CC )  /\  0  e.  CC  /\  y  e.  RR+ )  ->  E. z  e.  RR+  A. w  e.  CC  ( ( abs `  ( w  -  0 ) )  <  z  ->  ( abs `  (
( H `  w
)  -  ( H `
 0 ) ) )  <  y ) )
5048, 49mp3an1 1311 . . . 4  |-  ( ( 0  e.  CC  /\  y  e.  RR+ )  ->  E. z  e.  RR+  A. w  e.  CC  ( ( abs `  ( w  -  0 ) )  <  z  ->  ( abs `  (
( H `  w
)  -  ( H `
 0 ) ) )  <  y ) )
51 fvco3 5950 . . . . . 6  |-  ( ( F : NN --> ( RR 
\  { 0 } )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( H  o.  F
) `  k )  =  ( H `  ( F `  k ) ) )
527, 51sylan 471 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( H  o.  F ) `
 k )  =  ( H `  ( F `  k )
) )
5315, 52syldan 470 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( H  o.  F ) `  k )  =  ( H `  ( F `
 k ) ) )
541, 4, 12, 3, 20, 30, 50, 53climcn1lem 13437 . . 3  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  ~~>  ( H ` 
0 ) )
55 0cn 9605 . . . 4  |-  0  e.  CC
56 sq0i 12263 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  0  ->  (
x ^ 2 )  =  0 )
5756oveq1d 6311 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  0  ->  (
( x ^ 2 )  /  3 )  =  ( 0  / 
3 ) )
5823, 24div0i 10299 . . . . . . . 8  |-  ( 0  /  3 )  =  0
5957, 58syl6eq 2514 . . . . . . 7  |-  ( x  =  0  ->  (
( x ^ 2 )  /  3 )  =  0 )
6059oveq2d 6312 . . . . . 6  |-  ( x  =  0  ->  (
1  -  ( ( x ^ 2 )  /  3 ) )  =  ( 1  -  0 ) )
61 1m0e1 10667 . . . . . 6  |-  ( 1  -  0 )  =  1
6260, 61syl6eq 2514 . . . . 5  |-  ( x  =  0  ->  (
1  -  ( ( x ^ 2 )  /  3 ) )  =  1 )
63 1ex 9608 . . . . 5  |-  1  e.  _V
6462, 5, 63fvmpt 5956 . . . 4  |-  ( 0  e.  CC  ->  ( H `  0 )  =  1 )
6555, 64ax-mp 5 . . 3  |-  ( H `
 0 )  =  1
6654, 65syl6breq 4495 . 2  |-  ( ph  ->  ( H  o.  F
)  ~~>  1 )
67 sinccvg.3 . . . 4  |-  G  =  ( x  e.  ( RR  \  { 0 } )  |->  ( ( sin `  x )  /  x ) )
6867funmpt2 5631 . . 3  |-  Fun  G
69 cofunexg 6763 . . 3  |-  ( ( Fun  G  /\  F  e.  _V )  ->  ( G  o.  F )  e.  _V )
7068, 10, 69sylancr 663 . 2  |-  ( ph  ->  ( G  o.  F
)  e.  _V )
71 oveq1 6303 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  ( F `  k )  ->  (
x ^ 2 )  =  ( ( F `
 k ) ^
2 ) )
7271oveq1d 6311 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( F `  k )  ->  (
( x ^ 2 )  /  3 )  =  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 ) )
7372oveq2d 6312 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( F `  k )  ->  (
1  -  ( ( x ^ 2 )  /  3 ) )  =  ( 1  -  ( ( ( F `
 k ) ^
2 )  /  3
) ) )
74 ovex 6324 . . . . . 6  |-  ( 1  -  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 ) )  e. 
_V
7573, 5, 74fvmpt 5956 . . . . 5  |-  ( ( F `  k )  e.  CC  ->  ( H `  ( F `  k ) )  =  ( 1  -  (
( ( F `  k ) ^ 2 )  /  3 ) ) )
7620, 75syl 16 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( H `  ( F `  k
) )  =  ( 1  -  ( ( ( F `  k
) ^ 2 )  /  3 ) ) )
7753, 76eqtrd 2498 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( H  o.  F ) `  k )  =  ( 1  -  ( ( ( F `  k
) ^ 2 )  /  3 ) ) )
78 1re 9612 . . . 4  |-  1  e.  RR
7919resqcld 12339 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( F `  k ) ^ 2 )  e.  RR )
80 3nn 10715 . . . . 5  |-  3  e.  NN
81 nndivre 10592 . . . . 5  |-  ( ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  e.  RR  /\  3  e.  NN )  ->  ( ( ( F `
 k ) ^
2 )  /  3
)  e.  RR )
8279, 80, 81sylancl 662 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( F `  k
) ^ 2 )  /  3 )  e.  RR )
83 resubcl 9902 . . . 4  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  ( ( ( F `
 k ) ^
2 )  /  3
)  e.  RR )  ->  ( 1  -  ( ( ( F `
 k ) ^
2 )  /  3
) )  e.  RR )
8478, 82, 83sylancr 663 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( 1  -  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 ) )  e.  RR )
8577, 84eqeltrd 2545 . 2  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( H  o.  F ) `  k )  e.  RR )
86 fvco3 5950 . . . . . 6  |-  ( ( F : NN --> ( RR 
\  { 0 } )  /\  k  e.  NN )  ->  (
( G  o.  F
) `  k )  =  ( G `  ( F `  k ) ) )
877, 86sylan 471 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( G  o.  F ) `
 k )  =  ( G `  ( F `  k )
) )
8815, 87syldan 470 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( G  o.  F ) `  k )  =  ( G `  ( F `
 k ) ) )
89 fveq2 5872 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( F `  k )  ->  ( sin `  x )  =  ( sin `  ( F `  k )
) )
90 id 22 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( F `  k )  ->  x  =  ( F `  k ) )
9189, 90oveq12d 6314 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( F `  k )  ->  (
( sin `  x
)  /  x )  =  ( ( sin `  ( F `  k
) )  /  ( F `  k )
) )
92 ovex 6324 . . . . . 6  |-  ( ( sin `  ( F `
 k ) )  /  ( F `  k ) )  e. 
_V
9391, 67, 92fvmpt 5956 . . . . 5  |-  ( ( F `  k )  e.  ( RR  \  { 0 } )  ->  ( G `  ( F `  k ) )  =  ( ( sin `  ( F `
 k ) )  /  ( F `  k ) ) )
9416, 93syl 16 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( G `  ( F `  k
) )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
9588, 94eqtrd 2498 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( G  o.  F ) `  k )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
9619resincld 13890 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( sin `  ( F `  k
) )  e.  RR )
9718simprd 463 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( F `  k )  =/=  0
)
9896, 19, 97redivcld 10393 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  ( F `  k ) )  / 
( F `  k
) )  e.  RR )
9995, 98eqeltrd 2545 . 2  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( G  o.  F ) `  k )  e.  RR )
100 1cnd 9629 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  1  e.  CC )
10182recnd 9639 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( F `  k
) ^ 2 )  /  3 )  e.  CC )
10220abscld 13279 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  e.  RR )
103102recnd 9639 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  e.  CC )
104100, 101, 103subdird 10034 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
1  -  ( ( ( F `  k
) ^ 2 )  /  3 ) )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( 1  x.  ( abs `  ( F `  k ) ) )  -  ( ( ( ( F `  k
) ^ 2 )  /  3 )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) ) ) )
105103mulid2d 9631 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( 1  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( abs `  ( F `
 k ) ) )
106 df-3 10616 . . . . . . . . . . . . 13  |-  3  =  ( 2  +  1 )
107106oveq2i 6307 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) ) ^ 3 )  =  ( ( abs `  ( F `  k )
) ^ ( 2  +  1 ) )
108 2nn0 10833 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  2  e.  NN0
109 expp1 12176 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( abs `  ( F `  k )
)  e.  CC  /\  2  e.  NN0 )  -> 
( ( abs `  ( F `  k )
) ^ ( 2  +  1 ) )  =  ( ( ( abs `  ( F `
 k ) ) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
110103, 108, 109sylancl 662 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) ) ^
( 2  +  1 ) )  =  ( ( ( abs `  ( F `  k )
) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
111 absresq 13147 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F `  k )  e.  RR  ->  (
( abs `  ( F `  k )
) ^ 2 )  =  ( ( F `
 k ) ^
2 ) )
11219, 111syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) ) ^
2 )  =  ( ( F `  k
) ^ 2 ) )
113112oveq1d 6311 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( abs `  ( F `  k )
) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) ) )
114110, 113eqtrd 2498 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) ) ^
( 2  +  1 ) )  =  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) ) )
115107, 114syl5eq 2510 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) ) ^
3 )  =  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) ) )
116115oveq1d 6311 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( abs `  ( F `  k )
) ^ 3 )  /  3 )  =  ( ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  /  3
) )
11779recnd 9639 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( F `  k ) ^ 2 )  e.  CC )
11823a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  3  e.  CC )
11924a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  3  =/=  0 )
120117, 103, 118, 119div23d 10378 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( ( F `  k ) ^ 2 )  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) )  / 
3 )  =  ( ( ( ( F `
 k ) ^
2 )  /  3
)  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) ) )
121116, 120eqtr2d 2499 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( ( F `  k ) ^ 2 )  /  3 )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( ( abs `  ( F `  k )
) ^ 3 )  /  3 ) )
122105, 121oveq12d 6314 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
1  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) )  -  ( ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 )  x.  ( abs `  ( F `  k ) ) ) )  =  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  -  ( ( ( abs `  ( F `
 k ) ) ^ 3 )  / 
3 ) ) )
123104, 122eqtrd 2498 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
1  -  ( ( ( F `  k
) ^ 2 )  /  3 ) )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( abs `  ( F `  k )
)  -  ( ( ( abs `  ( F `  k )
) ^ 3 )  /  3 ) ) )
12420, 97absrpcld 13291 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  e.  RR+ )
125124rpgt0d 11284 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  0  <  ( abs `  ( F `
 k ) ) )
126 sinccvg.6 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  <  1
)
127 ltle 9690 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( abs `  ( F `  k )
)  e.  RR  /\  1  e.  RR )  ->  ( ( abs `  ( F `  k )
)  <  1  ->  ( abs `  ( F `
 k ) )  <_  1 ) )
128102, 78, 127sylancl 662 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  <  1  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  <_  1
) )
129126, 128mpd 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  <_  1
)
130 0xr 9657 . . . . . . . . . . 11  |-  0  e.  RR*
131 elioc2 11612 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 0  e.  RR*  /\  1  e.  RR )  ->  (
( abs `  ( F `  k )
)  e.  ( 0 (,] 1 )  <->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  e.  RR  /\  0  < 
( abs `  ( F `  k )
)  /\  ( abs `  ( F `  k
) )  <_  1
) ) )
132130, 78, 131mp2an 672 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  e.  ( 0 (,] 1 )  <->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  e.  RR  /\  0  < 
( abs `  ( F `  k )
)  /\  ( abs `  ( F `  k
) )  <_  1
) )
133102, 125, 129, 132syl3anbrc 1180 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( abs `  ( F `  k
) )  e.  ( 0 (,] 1 ) )
134 sin01bnd 13932 . . . . . . . . 9  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  e.  ( 0 (,] 1 )  ->  (
( ( abs `  ( F `  k )
)  -  ( ( ( abs `  ( F `  k )
) ^ 3 )  /  3 ) )  <  ( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /\  ( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  <  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
135133, 134syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( abs `  ( F `  k )
)  -  ( ( ( abs `  ( F `  k )
) ^ 3 )  /  3 ) )  <  ( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /\  ( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  <  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
136135simpld 459 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  -  ( ( ( abs `  ( F `  k
) ) ^ 3 )  /  3 ) )  <  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
137123, 136eqbrtrd 4476 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
1  -  ( ( ( F `  k
) ^ 2 )  /  3 ) )  x.  ( abs `  ( F `  k )
) )  <  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
138102resincld 13890 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  e.  RR )
13984, 138, 124ltmuldivd 11324 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( 1  -  (
( ( F `  k ) ^ 2 )  /  3 ) )  x.  ( abs `  ( F `  k
) ) )  < 
( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  <-> 
( 1  -  (
( ( F `  k ) ^ 2 )  /  3 ) )  <  ( ( sin `  ( abs `  ( F `  k
) ) )  / 
( abs `  ( F `  k )
) ) ) )
140137, 139mpbid 210 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( 1  -  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 ) )  < 
( ( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /  ( abs `  ( F `  k )
) ) )
141 fveq2 5872 . . . . . . . 8  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  ( F `  k )  ->  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( sin `  ( F `
 k ) ) )
142 id 22 . . . . . . . 8  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  ( F `  k )  ->  ( abs `  ( F `  k ) )  =  ( F `  k
) )
143141, 142oveq12d 6314 . . . . . . 7  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  ( F `  k )  ->  (
( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
144143a1i 11 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  =  ( F `  k
)  ->  ( ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  /  ( abs `  ( F `  k ) ) )  =  ( ( sin `  ( F `  k
) )  /  ( F `  k )
) ) )
145 sinneg 13893 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F `  k )  e.  CC  ->  ( sin `  -u ( F `  k ) )  = 
-u ( sin `  ( F `  k )
) )
14620, 145syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( sin `  -u ( F `  k
) )  =  -u ( sin `  ( F `
 k ) ) )
147146oveq1d 6311 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  -u ( F `  k ) )  /  -u ( F `  k
) )  =  (
-u ( sin `  ( F `  k )
)  /  -u ( F `  k )
) )
14896recnd 9639 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( sin `  ( F `  k
) )  e.  CC )
149148, 20, 97div2negd 10356 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( -u ( sin `  ( F `  k ) )  /  -u ( F `  k
) )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
150147, 149eqtrd 2498 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  -u ( F `  k ) )  /  -u ( F `  k
) )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
151 fveq2 5872 . . . . . . . . 9  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  -u ( F `  k )  ->  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( sin `  -u ( F `  k )
) )
152 id 22 . . . . . . . . 9  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  -u ( F `  k )  ->  ( abs `  ( F `  k ) )  = 
-u ( F `  k ) )
153151, 152oveq12d 6314 . . . . . . . 8  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  -u ( F `  k )  ->  (
( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( sin `  -u ( F `  k )
)  /  -u ( F `  k )
) )
154153eqeq1d 2459 . . . . . . 7  |-  ( ( abs `  ( F `
 k ) )  =  -u ( F `  k )  ->  (
( ( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) )  <-> 
( ( sin `  -u ( F `  k )
)  /  -u ( F `  k )
)  =  ( ( sin `  ( F `
 k ) )  /  ( F `  k ) ) ) )
155150, 154syl5ibrcom 222 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  = 
-u ( F `  k )  ->  (
( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /  ( abs `  ( F `  k )
) )  =  ( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) ) )
15619absord 13259 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  =  ( F `  k
)  \/  ( abs `  ( F `  k
) )  =  -u ( F `  k ) ) )
157144, 155, 156mpjaod 381 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  /  ( abs `  ( F `  k ) ) )  =  ( ( sin `  ( F `  k
) )  /  ( F `  k )
) )
158140, 157breqtrd 4480 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( 1  -  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 ) )  < 
( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
15984, 98, 158ltled 9750 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( 1  -  ( ( ( F `  k ) ^ 2 )  / 
3 ) )  <_ 
( ( sin `  ( F `  k )
)  /  ( F `
 k ) ) )
160159, 77, 953brtr4d 4486 . 2  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( H  o.  F ) `  k )  <_  (
( G  o.  F
) `  k )
)
16178a1i 11 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  1  e.  RR )
162135simprd 463 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  <  ( abs `  ( F `  k ) ) )
163103mulid1d 9630 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( abs `  ( F `  k ) )  x.  1 )  =  ( abs `  ( F `
 k ) ) )
164162, 163breqtrrd 4482 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  <  (
( abs `  ( F `  k )
)  x.  1 ) )
165138, 161, 124ltdivmuld 11328 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( (
( sin `  ( abs `  ( F `  k ) ) )  /  ( abs `  ( F `  k )
) )  <  1  <->  ( sin `  ( abs `  ( F `  k
) ) )  < 
( ( abs `  ( F `  k )
)  x.  1 ) ) )
166164, 165mpbird 232 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  ( abs `  ( F `  k )
) )  /  ( abs `  ( F `  k ) ) )  <  1 )
167157, 166eqbrtrrd 4478 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  ( F `  k ) )  / 
( F `  k
) )  <  1
)
16898, 161, 167ltled 9750 . . 3  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( sin `  ( F `  k ) )  / 
( F `  k
) )  <_  1
)
16995, 168eqbrtrd 4476 . 2  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  ( ( G  o.  F ) `  k )  <_  1
)
1701, 3, 66, 70, 85, 99, 160, 169climsqz 13475 1  |-  ( ph  ->  ( G  o.  F
)  ~~>  1 )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1395   T. wtru 1396    e. wcel 1819    =/= wne 2652   A.wral 2807   E.wrex 2808   _Vcvv 3109    \ cdif 3468   {csn 4032   class class class wbr 4456    |-> cmpt 4515    o. ccom 5012   Fun wfun 5588   -->wf 5590   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   CCcc 9507   RRcr 9508   0cc0 9509   1c1 9510    + caddc 9512    x. cmul 9514   RR*cxr 9644    < clt 9645    <_ cle 9646    - cmin 9824   -ucneg 9825    / cdiv 10227   NNcn 10556   2c2 10606   3c3 10607   NN0cn0 10816   ZZ>=cuz 11106   RR+crp 11245   (,]cioc 11555   ^cexp 12169   abscabs 13079    ~~> cli 13319   sincsin 13811   TopOpenctopn 14839  ℂfldccnfld 18547  TopOnctopon 19522    Cn ccn 19852    tX ctx 20187   -cn->ccncf 21506
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-rep 4568  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695  ax-un 6591  ax-inf2 8075  ax-cnex 9565  ax-resscn 9566  ax-1cn 9567  ax-icn 9568  ax-addcl 9569  ax-addrcl 9570  ax-mulcl 9571  ax-mulrcl 9572  ax-mulcom 9573  ax-addass 9574  ax-mulass 9575  ax-distr 9576  ax-i2m1 9577  ax-1ne0 9578  ax-1rid 9579  ax-rnegex 9580  ax-rrecex 9581  ax-cnre 9582  ax-pre-lttri 9583  ax-pre-lttrn 9584  ax-pre-ltadd 9585  ax-pre-mulgt0 9586  ax-pre-sup 9587  ax-addf 9588  ax-mulf 9589
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1398  df-fal 1401  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-nel 2655  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-csb 3431  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-pss 3487  df-nul 3794  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4252  df-int 4289  df-iun 4334  df-iin 4335  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-tr 4551  df-eprel 4800  df-id 4804  df-po 4809  df-so 4810  df-fr 4847  df-se 4848  df-we 4849  df-ord 4890  df-on 4891  df-lim 4892  df-suc 4893  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-res 5020  df-ima 5021  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-isom 5603  df-riota 6258  df-ov 6299  df-oprab 6300  df-mpt2 6301  df-of 6539  df-om 6700  df-1st 6799  df-2nd 6800  df-supp 6918  df-recs 7060  df-rdg 7094  df-1o 7148  df-2o 7149  df-oadd 7152  df-er 7329  df-map 7440  df-pm 7441  df-ixp 7489  df-en 7536  df-dom 7537  df-sdom 7538  df-fin 7539  df-fsupp 7848  df-fi 7889  df-sup 7919  df-oi 7953  df-card 8337  df-cda 8565  df-pnf 9647  df-mnf 9648  df-xr 9649  df-ltxr 9650  df-le 9651  df-sub 9826  df-neg 9827  df-div 10228  df-nn 10557  df-2 10615  df-3 10616  df-4 10617  df-5 10618  df-6 10619  df-7 10620  df-8 10621  df-9 10622  df-10 10623  df-n0 10817  df-z 10886  df-dec 11001  df-uz 11107  df-q 11208  df-rp 11246  df-xneg 11343  df-xadd 11344  df-xmul 11345  df-ioc 11559  df-ico 11560  df-icc 11561  df-fz 11698  df-fzo 11822  df-fl 11932  df-seq 12111  df-exp 12170  df-fac 12357  df-hash 12409  df-shft 12912  df-cj 12944  df-re 12945  df-im 12946  df-sqrt 13080  df-abs 13081  df-limsup 13306  df-clim 13323  df-rlim 13324  df-sum 13521  df-ef 13815  df-sin 13817  df-struct 14646  df-ndx 14647  df-slot 14648  df-base 14649  df-sets 14650  df-ress 14651  df-plusg 14725  df-mulr 14726  df-starv 14727  df-sca 14728  df-vsca 14729  df-ip 14730  df-tset 14731  df-ple 14732  df-ds 14734  df-unif 14735  df-hom 14736  df-cco 14737  df-rest 14840  df-topn 14841  df-0g 14859  df-gsum 14860  df-topgen 14861  df-pt 14862  df-prds 14865  df-xrs 14919  df-qtop 14924  df-imas 14925  df-xps 14927  df-mre 15003  df-mrc 15004  df-acs 15006  df-mgm 15999  df-sgrp 16038  df-mnd 16048  df-submnd 16094  df-mulg 16187  df-cntz 16482  df-cmn 16927  df-psmet 18538  df-xmet 18539  df-met 18540  df-bl 18541  df-mopn 18542  df-cnfld 18548  df-top 19526  df-bases 19528  df-topon 19529  df-topsp 19530  df-cn 19855  df-cnp 19856  df-tx 20189  df-hmeo 20382  df-xms 20949  df-ms 20950  df-tms 20951  df-cncf 21508
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