MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  sincosq3sgn Structured version   Unicode version

Theorem sincosq3sgn 23062
Description: The signs of the sine and cosine functions in the third quadrant. (Contributed by Paul Chapman, 24-Jan-2008.)
Assertion
Ref Expression
sincosq3sgn  |-  ( A  e.  ( pi (,) ( 3  x.  (
pi  /  2 ) ) )  ->  (
( sin `  A
)  <  0  /\  ( cos `  A )  <  0 ) )

Proof of Theorem sincosq3sgn
StepHypRef Expression
1 pire 23020 . . 3  |-  pi  e.  RR
2 3re 10605 . . . 4  |-  3  e.  RR
3 halfpire 23026 . . . 4  |-  ( pi 
/  2 )  e.  RR
42, 3remulcli 9599 . . 3  |-  ( 3  x.  ( pi  / 
2 ) )  e.  RR
5 rexr 9628 . . . 4  |-  ( pi  e.  RR  ->  pi  e.  RR* )
6 rexr 9628 . . . 4  |-  ( ( 3  x.  ( pi 
/  2 ) )  e.  RR  ->  (
3  x.  ( pi 
/  2 ) )  e.  RR* )
7 elioo2 11573 . . . 4  |-  ( ( pi  e.  RR*  /\  (
3  x.  ( pi 
/  2 ) )  e.  RR* )  ->  ( A  e.  ( pi (,) ( 3  x.  (
pi  /  2 ) ) )  <->  ( A  e.  RR  /\  pi  <  A  /\  A  <  (
3  x.  ( pi 
/  2 ) ) ) ) )
85, 6, 7syl2an 475 . . 3  |-  ( ( pi  e.  RR  /\  ( 3  x.  (
pi  /  2 ) )  e.  RR )  ->  ( A  e.  ( pi (,) (
3  x.  ( pi 
/  2 ) ) )  <->  ( A  e.  RR  /\  pi  <  A  /\  A  <  (
3  x.  ( pi 
/  2 ) ) ) ) )
91, 4, 8mp2an 670 . 2  |-  ( A  e.  ( pi (,) ( 3  x.  (
pi  /  2 ) ) )  <->  ( A  e.  RR  /\  pi  <  A  /\  A  <  (
3  x.  ( pi 
/  2 ) ) ) )
10 pidiv2halves 23029 . . . . . . . . 9  |-  ( ( pi  /  2 )  +  ( pi  / 
2 ) )  =  pi
1110breq1i 4446 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( pi  /  2
)  +  ( pi 
/  2 ) )  <  A  <->  pi  <  A )
12 ltaddsub 10022 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( pi  /  2
)  e.  RR  /\  ( pi  /  2
)  e.  RR  /\  A  e.  RR )  ->  ( ( ( pi 
/  2 )  +  ( pi  /  2
) )  <  A  <->  ( pi  /  2 )  <  ( A  -  ( pi  /  2
) ) ) )
133, 3, 12mp3an12 1312 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( ( pi  / 
2 )  +  ( pi  /  2 ) )  <  A  <->  ( pi  /  2 )  <  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
1411, 13syl5bbr 259 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
pi  <  A  <->  ( pi  /  2 )  <  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
15 ltsubadd 10018 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( pi  /  2
)  e.  RR  /\  pi  e.  RR )  -> 
( ( A  -  ( pi  /  2
) )  <  pi  <->  A  <  ( pi  +  ( pi  /  2
) ) ) )
163, 1, 15mp3an23 1314 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( A  -  (
pi  /  2 ) )  <  pi  <->  A  <  ( pi  +  ( pi 
/  2 ) ) ) )
17 df-3 10591 . . . . . . . . . . 11  |-  3  =  ( 2  +  1 )
1817oveq1i 6280 . . . . . . . . . 10  |-  ( 3  x.  ( pi  / 
2 ) )  =  ( ( 2  +  1 )  x.  (
pi  /  2 ) )
19 2cn 10602 . . . . . . . . . . 11  |-  2  e.  CC
20 ax-1cn 9539 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  CC
213recni 9597 . . . . . . . . . . 11  |-  ( pi 
/  2 )  e.  CC
2219, 20, 21adddiri 9596 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  +  1 )  x.  ( pi  / 
2 ) )  =  ( ( 2  x.  ( pi  /  2
) )  +  ( 1  x.  ( pi 
/  2 ) ) )
231recni 9597 . . . . . . . . . . . 12  |-  pi  e.  CC
24 2ne0 10624 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  =/=  0
2523, 19, 24divcan2i 10283 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 2  x.  ( pi  / 
2 ) )  =  pi
2621mulid2i 9588 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1  x.  ( pi  / 
2 ) )  =  ( pi  /  2
)
2725, 26oveq12i 6282 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  x.  ( pi 
/  2 ) )  +  ( 1  x.  ( pi  /  2
) ) )  =  ( pi  +  ( pi  /  2 ) )
2818, 22, 273eqtrri 2488 . . . . . . . . 9  |-  ( pi  +  ( pi  / 
2 ) )  =  ( 3  x.  (
pi  /  2 ) )
2928breq2i 4447 . . . . . . . 8  |-  ( A  <  ( pi  +  ( pi  /  2
) )  <->  A  <  ( 3  x.  ( pi 
/  2 ) ) )
3016, 29syl6rbb 262 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  <  ( 3  x.  ( pi  /  2
) )  <->  ( A  -  ( pi  / 
2 ) )  < 
pi ) )
3114, 30anbi12d 708 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( pi  <  A  /\  A  <  ( 3  x.  ( pi  / 
2 ) ) )  <-> 
( ( pi  / 
2 )  <  ( A  -  ( pi  /  2 ) )  /\  ( A  -  (
pi  /  2 ) )  <  pi ) ) )
32 resubcl 9874 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( pi  /  2
)  e.  RR )  ->  ( A  -  ( pi  /  2
) )  e.  RR )
333, 32mpan2 669 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  ( pi  /  2 ) )  e.  RR )
34 sincosq2sgn 23061 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  -  ( pi 
/  2 ) )  e.  ( ( pi 
/  2 ) (,) pi )  ->  (
0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  /\  ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2
) ) )  <  0 ) )
35 rexr 9628 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( pi  /  2 )  e.  RR  ->  (
pi  /  2 )  e.  RR* )
36 elioo2 11573 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( pi  /  2
)  e.  RR*  /\  pi  e.  RR* )  ->  (
( A  -  (
pi  /  2 ) )  e.  ( ( pi  /  2 ) (,) pi )  <->  ( ( A  -  ( pi  /  2 ) )  e.  RR  /\  ( pi 
/  2 )  < 
( A  -  (
pi  /  2 ) )  /\  ( A  -  ( pi  / 
2 ) )  < 
pi ) ) )
3735, 5, 36syl2an 475 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( pi  /  2
)  e.  RR  /\  pi  e.  RR )  -> 
( ( A  -  ( pi  /  2
) )  e.  ( ( pi  /  2
) (,) pi )  <-> 
( ( A  -  ( pi  /  2
) )  e.  RR  /\  ( pi  /  2
)  <  ( A  -  ( pi  / 
2 ) )  /\  ( A  -  (
pi  /  2 ) )  <  pi ) ) )
383, 1, 37mp2an 670 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  -  ( pi 
/  2 ) )  e.  ( ( pi 
/  2 ) (,) pi )  <->  ( ( A  -  ( pi  /  2 ) )  e.  RR  /\  ( pi 
/  2 )  < 
( A  -  (
pi  /  2 ) )  /\  ( A  -  ( pi  / 
2 ) )  < 
pi ) )
39 ancom 448 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  /\  ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2
) ) )  <  0 )  <->  ( ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2
) ) )  <  0  /\  0  < 
( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) ) )
4034, 38, 393imtr3i 265 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  -  (
pi  /  2 ) )  e.  RR  /\  ( pi  /  2
)  <  ( A  -  ( pi  / 
2 ) )  /\  ( A  -  (
pi  /  2 ) )  <  pi )  ->  ( ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) ) )
4133, 40syl3an1 1259 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  RR  /\  ( pi  /  2
)  <  ( A  -  ( pi  / 
2 ) )  /\  ( A  -  (
pi  /  2 ) )  <  pi )  ->  ( ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) ) )
42413expib 1197 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( ( pi  / 
2 )  <  ( A  -  ( pi  /  2 ) )  /\  ( A  -  (
pi  /  2 ) )  <  pi )  ->  ( ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) ) ) )
4331, 42sylbid 215 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( pi  <  A  /\  A  <  ( 3  x.  ( pi  / 
2 ) ) )  ->  ( ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) ) ) )
4433resincld 13963 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2
) ) )  e.  RR )
4544lt0neg2d 10119 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  (
0  <  ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <->  -u ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0
) )
4645anbi2d 701 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  0  <  ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )  <->  ( ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  -u ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) )  <  0 ) ) )
4743, 46sylibd 214 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( pi  <  A  /\  A  <  ( 3  x.  ( pi  / 
2 ) ) )  ->  ( ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0  /\  -u ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) )  <  0 ) ) )
48 recn 9571 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  RR  ->  A  e.  CC )
49 pncan3 9819 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( pi  /  2
)  e.  CC  /\  A  e.  CC )  ->  ( ( pi  / 
2 )  +  ( A  -  ( pi 
/  2 ) ) )  =  A )
5021, 48, 49sylancr 661 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( pi  /  2
)  +  ( A  -  ( pi  / 
2 ) ) )  =  A )
5150fveq2d 5852 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( sin `  ( ( pi 
/  2 )  +  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) )  =  ( sin `  A
) )
5233recnd 9611 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A  -  ( pi  /  2 ) )  e.  CC )
53 sinhalfpip 23054 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  -  ( pi 
/  2 ) )  e.  CC  ->  ( sin `  ( ( pi 
/  2 )  +  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) )  =  ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
5452, 53syl 16 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( sin `  ( ( pi 
/  2 )  +  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) )  =  ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
5551, 54eqtr3d 2497 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  ( sin `  A )  =  ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
5655breq1d 4449 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( sin `  A
)  <  0  <->  ( cos `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0
) )
5750fveq2d 5852 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( cos `  ( ( pi 
/  2 )  +  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) )  =  ( cos `  A
) )
58 coshalfpip 23056 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  -  ( pi 
/  2 ) )  e.  CC  ->  ( cos `  ( ( pi 
/  2 )  +  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) )  = 
-u ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
5952, 58syl 16 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  ( cos `  ( ( pi 
/  2 )  +  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) ) )  = 
-u ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
6057, 59eqtr3d 2497 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  ( cos `  A )  = 
-u ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2 ) ) ) )
6160breq1d 4449 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( cos `  A
)  <  0  <->  -u ( sin `  ( A  -  (
pi  /  2 ) ) )  <  0
) )
6256, 61anbi12d 708 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( ( sin `  A
)  <  0  /\  ( cos `  A )  <  0 )  <->  ( ( cos `  ( A  -  ( pi  /  2
) ) )  <  0  /\  -u ( sin `  ( A  -  ( pi  /  2
) ) )  <  0 ) ) )
6347, 62sylibrd 234 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( pi  <  A  /\  A  <  ( 3  x.  ( pi  / 
2 ) ) )  ->  ( ( sin `  A )  <  0  /\  ( cos `  A
)  <  0 ) ) )
64633impib 1192 . 2  |-  ( ( A  e.  RR  /\  pi  <  A  /\  A  <  ( 3  x.  (
pi  /  2 ) ) )  ->  (
( sin `  A
)  <  0  /\  ( cos `  A )  <  0 ) )
659, 64sylbi 195 1  |-  ( A  e.  ( pi (,) ( 3  x.  (
pi  /  2 ) ) )  ->  (
( sin `  A
)  <  0  /\  ( cos `  A )  <  0 ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 367    /\ w3a 971    = wceq 1398    e. wcel 1823   class class class wbr 4439   ` cfv 5570  (class class class)co 6270   CCcc 9479   RRcr 9480   0cc0 9481   1c1 9482    + caddc 9484    x. cmul 9486   RR*cxr 9616    < clt 9617    - cmin 9796   -ucneg 9797    / cdiv 10202   2c2 10581   3c3 10582   (,)cioo 11532   sincsin 13884   cosccos 13885   picpi 13887
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1623  ax-4 1636  ax-5 1709  ax-6 1752  ax-7 1795  ax-8 1825  ax-9 1827  ax-10 1842  ax-11 1847  ax-12 1859  ax-13 2004  ax-ext 2432  ax-rep 4550  ax-sep 4560  ax-nul 4568  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6565  ax-inf2 8049  ax-cnex 9537  ax-resscn 9538  ax-1cn 9539  ax-icn 9540  ax-addcl 9541  ax-addrcl 9542  ax-mulcl 9543  ax-mulrcl 9544  ax-mulcom 9545  ax-addass 9546  ax-mulass 9547  ax-distr 9548  ax-i2m1 9549  ax-1ne0 9550  ax-1rid 9551  ax-rnegex 9552  ax-rrecex 9553  ax-cnre 9554  ax-pre-lttri 9555  ax-pre-lttrn 9556  ax-pre-ltadd 9557  ax-pre-mulgt0 9558  ax-pre-sup 9559  ax-addf 9560  ax-mulf 9561
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3or 972  df-3an 973  df-tru 1401  df-fal 1404  df-ex 1618  df-nf 1622  df-sb 1745  df-eu 2288  df-mo 2289  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2651  df-nel 2652  df-ral 2809  df-rex 2810  df-reu 2811  df-rmo 2812  df-rab 2813  df-v 3108  df-sbc 3325  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3784  df-if 3930  df-pw 4001  df-sn 4017  df-pr 4019  df-tp 4021  df-op 4023  df-uni 4236  df-int 4272  df-iun 4317  df-iin 4318  df-br 4440  df-opab 4498  df-mpt 4499  df-tr 4533  df-eprel 4780  df-id 4784  df-po 4789  df-so 4790  df-fr 4827  df-se 4828  df-we 4829  df-ord 4870  df-on 4871  df-lim 4872  df-suc 4873  df-xp 4994  df-rel 4995  df-cnv 4996  df-co 4997  df-dm 4998  df-rn 4999  df-res 5000  df-ima 5001  df-iota 5534  df-fun 5572  df-fn 5573  df-f 5574  df-f1 5575  df-fo 5576  df-f1o 5577  df-fv 5578  df-isom 5579  df-riota 6232  df-ov 6273  df-oprab 6274  df-mpt2 6275  df-of 6513  df-om 6674  df-1st 6773  df-2nd 6774  df-supp 6892  df-recs 7034  df-rdg 7068  df-1o 7122  df-2o 7123  df-oadd 7126  df-er 7303  df-map 7414  df-pm 7415  df-ixp 7463  df-en 7510  df-dom 7511  df-sdom 7512  df-fin 7513  df-fsupp 7822  df-fi 7863  df-sup 7893  df-oi 7927  df-card 8311  df-cda 8539  df-pnf 9619  df-mnf 9620  df-xr 9621  df-ltxr 9622  df-le 9623  df-sub 9798  df-neg 9799  df-div 10203  df-nn 10532  df-2 10590  df-3 10591  df-4 10592  df-5 10593  df-6 10594  df-7 10595  df-8 10596  df-9 10597  df-10 10598  df-n0 10792  df-z 10861  df-dec 10977  df-uz 11083  df-q 11184  df-rp 11222  df-xneg 11321  df-xadd 11322  df-xmul 11323  df-ioo 11536  df-ioc 11537  df-ico 11538  df-icc 11539  df-fz 11676  df-fzo 11800  df-fl 11910  df-seq 12093  df-exp 12152  df-fac 12339  df-bc 12366  df-hash 12391  df-shft 12985  df-cj 13017  df-re 13018  df-im 13019  df-sqrt 13153  df-abs 13154  df-limsup 13379  df-clim 13396  df-rlim 13397  df-sum 13594  df-ef 13888  df-sin 13890  df-cos 13891  df-pi 13893  df-struct 14721  df-ndx 14722  df-slot 14723  df-base 14724  df-sets 14725  df-ress 14726  df-plusg 14800  df-mulr 14801  df-starv 14802  df-sca 14803  df-vsca 14804  df-ip 14805  df-tset 14806  df-ple 14807  df-ds 14809  df-unif 14810  df-hom 14811  df-cco 14812  df-rest 14915  df-topn 14916  df-0g 14934  df-gsum 14935  df-topgen 14936  df-pt 14937  df-prds 14940  df-xrs 14994  df-qtop 14999  df-imas 15000  df-xps 15002  df-mre 15078  df-mrc 15079  df-acs 15081  df-mgm 16074  df-sgrp 16113  df-mnd 16123  df-submnd 16169  df-mulg 16262  df-cntz 16557  df-cmn 17002  df-psmet 18609  df-xmet 18610  df-met 18611  df-bl 18612  df-mopn 18613  df-fbas 18614  df-fg 18615  df-cnfld 18619  df-top 19569  df-bases 19571  df-topon 19572  df-topsp 19573  df-cld 19690  df-ntr 19691  df-cls 19692  df-nei 19769  df-lp 19807  df-perf 19808  df-cn 19898  df-cnp 19899  df-haus 19986  df-tx 20232  df-hmeo 20425  df-fil 20516  df-fm 20608  df-flim 20609  df-flf 20610  df-xms 20992  df-ms 20993  df-tms 20994  df-cncf 21551  df-limc 22439  df-dv 22440
This theorem is referenced by:  sincosq4sgn  23063
  Copyright terms: Public domain W3C validator