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Description: The arcsine function composed with sin is equal to the identity. This plus sinasin allow to view sin and arcsin as inverse operations to each other. For ease of use, we have not defined precisely the correct domain of correctness of this identity; in addition to the main region described here it is also true forsome points on the branch cuts, namely when A = (pi / 2 ) - i y for nonnegative real y and also symmetrically at A =i y - ( pi / 2 ) . In particular, when restricted to reals this identity extends to the closed interval [ -u (pi / 2 ) , ( pi / 2 ) ] , not just the open interval (see reasinsin ). (Contributed by Mario Carneiro, 2-Apr-2015)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | asinsin | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( arcsin ‘ ( sin ‘ 𝐴 ) ) = 𝐴 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | sincl | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) | |
| 2 | 1 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) |
| 3 | asinval | ⊢ ( ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ → ( arcsin ‘ ( sin ‘ 𝐴 ) ) = ( - i · ( log ‘ ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) ) ) | |
| 4 | 2 3 | syl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( arcsin ‘ ( sin ‘ 𝐴 ) ) = ( - i · ( log ‘ ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) ) ) |
| 5 | ax-icn | ⊢ i ∈ ℂ | |
| 6 | mulcl | ⊢ ( ( i ∈ ℂ ∧ ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) → ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) | |
| 7 | 5 2 6 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) |
| 8 | simpl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 𝐴 ∈ ℂ ) | |
| 9 | mulcl | ⊢ ( ( i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ ) → ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ ) | |
| 10 | 5 8 9 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ ) |
| 11 | efcl | ⊢ ( ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ → ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) | |
| 12 | 10 11 | syl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) |
| 13 | 7 12 | pncan3d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) |
| 14 | 12 7 | subcld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 15 | ax-1cn | ⊢ 1 ∈ ℂ | |
| 16 | 2 | sqcld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ∈ ℂ ) |
| 17 | subcl | ⊢ ( ( 1 ∈ ℂ ∧ ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ∈ ℂ ) → ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ∈ ℂ ) | |
| 18 | 15 16 17 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ∈ ℂ ) |
| 19 | binom2sub | ⊢ ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ ∧ ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ↑ 2 ) = ( ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ↑ 2 ) − ( 2 · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) + ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) ) | |
| 20 | 12 7 19 | syl2anc | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ↑ 2 ) = ( ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ↑ 2 ) − ( 2 · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) + ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) ) |
| 21 | 12 | sqvald | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ↑ 2 ) = ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) ) |
| 22 | 2cn | ⊢ 2 ∈ ℂ | |
| 23 | 22 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 2 ∈ ℂ ) |
| 24 | 23 12 7 | mul12d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 2 · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 25 | 21 24 | oveq12d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ↑ 2 ) − ( 2 · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) − ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 26 | coscl | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) | |
| 27 | 26 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) |
| 28 | subsq | ⊢ ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ∧ ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) − ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) · ( ( cos ‘ 𝐴 ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) | |
| 29 | 27 7 28 | syl2anc | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) − ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) · ( ( cos ‘ 𝐴 ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 30 | sqmul | ⊢ ( ( i ∈ ℂ ∧ ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) → ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) = ( ( i ↑ 2 ) · ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) | |
| 31 | 5 2 30 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) = ( ( i ↑ 2 ) · ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 32 | i2 | ⊢ ( i ↑ 2 ) = - 1 | |
| 33 | 32 | oveq1i | ⊢ ( ( i ↑ 2 ) · ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( - 1 · ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) |
| 34 | 16 | mulm1d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( - 1 · ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) |
| 35 | 33 34 | eqtrid | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( i ↑ 2 ) · ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) |
| 36 | 31 35 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) = - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) |
| 37 | 36 | oveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) − ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) − - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 38 | 27 | sqcld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ∈ ℂ ) |
| 39 | 38 16 | subnegd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) − - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 40 | 38 16 | addcomd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 41 | 37 39 40 | 3eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) − ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 42 | efival | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) | |
| 43 | 42 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) |
| 44 | 7 | 2timesd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) |
| 45 | 43 44 | oveq12d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) − ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 46 | 27 7 7 | pnpcan2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) − ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) |
| 47 | 45 46 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) |
| 48 | 43 47 | oveq12d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) · ( ( cos ‘ 𝐴 ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 49 | mulcl | ⊢ ( ( 2 ∈ ℂ ∧ ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) → ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ ℂ ) | |
| 50 | 22 7 49 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 51 | 12 12 50 | subdid | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) − ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 52 | 48 51 | eqtr3d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) + ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) · ( ( cos ‘ 𝐴 ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) − ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 53 | 29 41 52 | 3eqtr3d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) − ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( 2 · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 54 | sincossq | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = 1 ) | |
| 55 | 54 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = 1 ) |
| 56 | 25 53 55 | 3eqtr2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ↑ 2 ) − ( 2 · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) = 1 ) |
| 57 | 56 36 | oveq12d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ↑ 2 ) − ( 2 · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) + ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ↑ 2 ) ) = ( 1 + - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 58 | negsub | ⊢ ( ( 1 ∈ ℂ ∧ ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ∈ ℂ ) → ( 1 + - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) | |
| 59 | 15 16 58 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 1 + - ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 60 | 20 57 59 | 3eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ↑ 2 ) = ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) |
| 61 | halfre | ⊢ ( 1 / 2 ) ∈ ℝ | |
| 62 | 61 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 1 / 2 ) ∈ ℝ ) |
| 63 | negicn | ⊢ - i ∈ ℂ | |
| 64 | mulcl | ⊢ ( ( - i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ ) → ( - i · 𝐴 ) ∈ ℂ ) | |
| 65 | 63 8 64 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( - i · 𝐴 ) ∈ ℂ ) |
| 66 | efcl | ⊢ ( ( - i · 𝐴 ) ∈ ℂ → ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) | |
| 67 | 65 66 | syl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ ) |
| 68 | 12 67 | addcld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ∈ ℂ ) |
| 69 | 68 | recld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 70 | halfgt0 | ⊢ 0 < ( 1 / 2 ) | |
| 71 | 70 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( 1 / 2 ) ) |
| 72 | 12 | recld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 73 | 67 | recld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ∈ ℝ ) |
| 74 | asinsinlem | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) ) | |
| 75 | negcl | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → - 𝐴 ∈ ℂ ) | |
| 76 | 75 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - 𝐴 ∈ ℂ ) |
| 77 | reneg | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ℜ ‘ - 𝐴 ) = - ( ℜ ‘ 𝐴 ) ) | |
| 78 | 77 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ - 𝐴 ) = - ( ℜ ‘ 𝐴 ) ) |
| 79 | halfpire | ⊢ ( π / 2 ) ∈ ℝ | |
| 80 | 79 | renegcli | ⊢ - ( π / 2 ) ∈ ℝ |
| 81 | recl | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) | |
| 82 | iooneg | ⊢ ( ( - ( π / 2 ) ∈ ℝ ∧ ( π / 2 ) ∈ ℝ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) → ( ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ↔ - ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) - - ( π / 2 ) ) ) ) | |
| 83 | 80 79 81 82 | mp3an12i | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ↔ - ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) - - ( π / 2 ) ) ) ) |
| 84 | 83 | biimpa | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) - - ( π / 2 ) ) ) |
| 85 | 79 | recni | ⊢ ( π / 2 ) ∈ ℂ |
| 86 | 85 | negnegi | ⊢ - - ( π / 2 ) = ( π / 2 ) |
| 87 | 86 | oveq2i | ⊢ ( - ( π / 2 ) (,) - - ( π / 2 ) ) = ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) |
| 88 | 84 87 | eleqtrdi | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) |
| 89 | 78 88 | eqeltrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ - 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) |
| 90 | asinsinlem | ⊢ ( ( - 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ - 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · - 𝐴 ) ) ) ) | |
| 91 | 76 89 90 | syl2anc | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · - 𝐴 ) ) ) ) |
| 92 | mulneg12 | ⊢ ( ( i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ ) → ( - i · 𝐴 ) = ( i · - 𝐴 ) ) | |
| 93 | 5 8 92 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( - i · 𝐴 ) = ( i · - 𝐴 ) ) |
| 94 | 93 | fveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) = ( exp ‘ ( i · - 𝐴 ) ) ) |
| 95 | 94 | fveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) = ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · - 𝐴 ) ) ) ) |
| 96 | 91 95 | breqtrrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) |
| 97 | 72 73 74 96 | addgt0d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) + ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 98 | 12 67 | readdd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) = ( ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) + ( ℜ ‘ ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 99 | 97 98 | breqtrrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 100 | 62 69 71 99 | mulgt0d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ( 1 / 2 ) · ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 101 | cosval | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( cos ‘ 𝐴 ) = ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) / 2 ) ) | |
| 102 | 101 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( cos ‘ 𝐴 ) = ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) / 2 ) ) |
| 103 | 2ne0 | ⊢ 2 ≠ 0 | |
| 104 | 103 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 2 ≠ 0 ) |
| 105 | 68 23 104 | divrec2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) / 2 ) = ( ( 1 / 2 ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 106 | 102 105 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( cos ‘ 𝐴 ) = ( ( 1 / 2 ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 107 | 106 | fveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( cos ‘ 𝐴 ) ) = ( ℜ ‘ ( ( 1 / 2 ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 108 | remul2 | ⊢ ( ( ( 1 / 2 ) ∈ ℝ ∧ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ∈ ℂ ) → ( ℜ ‘ ( ( 1 / 2 ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( 1 / 2 ) · ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) ) | |
| 109 | 61 68 108 | sylancr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( ( 1 / 2 ) · ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) = ( ( 1 / 2 ) · ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 110 | 107 109 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( cos ‘ 𝐴 ) ) = ( ( 1 / 2 ) · ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) + ( exp ‘ ( - i · 𝐴 ) ) ) ) ) ) |
| 111 | 100 110 | breqtrrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) |
| 112 | 27 7 43 | mvrraddd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) = ( cos ‘ 𝐴 ) ) |
| 113 | 112 | fveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ℜ ‘ ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) |
| 114 | 111 113 | breqtrrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → 0 < ( ℜ ‘ ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) ) |
| 115 | 14 18 60 114 | eqsqrt2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) = ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) |
| 116 | 115 | oveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) − ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) ) ) = ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) |
| 117 | 13 116 | eqtr3d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) = ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) |
| 118 | 117 | fveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( log ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) = ( log ‘ ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) ) |
| 119 | pire | ⊢ π ∈ ℝ | |
| 120 | 119 | renegcli | ⊢ - π ∈ ℝ |
| 121 | 120 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - π ∈ ℝ ) |
| 122 | 80 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - ( π / 2 ) ∈ ℝ ) |
| 123 | elioore | ⊢ ( ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) → ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) | |
| 124 | 123 | adantl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) |
| 125 | pirp | ⊢ π ∈ ℝ+ | |
| 126 | rphalflt | ⊢ ( π ∈ ℝ+ → ( π / 2 ) < π ) | |
| 127 | 125 126 | ax-mp | ⊢ ( π / 2 ) < π |
| 128 | 79 119 | ltnegi | ⊢ ( ( π / 2 ) < π ↔ - π < - ( π / 2 ) ) |
| 129 | 127 128 | mpbi | ⊢ - π < - ( π / 2 ) |
| 130 | 129 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - π < - ( π / 2 ) ) |
| 131 | eliooord | ⊢ ( ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) → ( - ( π / 2 ) < ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) < ( π / 2 ) ) ) | |
| 132 | 131 | adantl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( - ( π / 2 ) < ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) < ( π / 2 ) ) ) |
| 133 | 132 | simpld | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - ( π / 2 ) < ( ℜ ‘ 𝐴 ) ) |
| 134 | 121 122 124 130 133 | lttrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - π < ( ℜ ‘ 𝐴 ) ) |
| 135 | imre | ⊢ ( ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ → ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) = ( ℜ ‘ ( - i · ( i · 𝐴 ) ) ) ) | |
| 136 | 10 135 | syl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) = ( ℜ ‘ ( - i · ( i · 𝐴 ) ) ) ) |
| 137 | 5 5 | mulneg1i | ⊢ ( - i · i ) = - ( i · i ) |
| 138 | ixi | ⊢ ( i · i ) = - 1 | |
| 139 | 138 | negeqi | ⊢ - ( i · i ) = - - 1 |
| 140 | 15 | negnegi | ⊢ - - 1 = 1 |
| 141 | 137 139 140 | 3eqtri | ⊢ ( - i · i ) = 1 |
| 142 | 141 | oveq1i | ⊢ ( ( - i · i ) · 𝐴 ) = ( 1 · 𝐴 ) |
| 143 | 63 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - i ∈ ℂ ) |
| 144 | 5 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → i ∈ ℂ ) |
| 145 | 143 144 8 | mulassd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ( - i · i ) · 𝐴 ) = ( - i · ( i · 𝐴 ) ) ) |
| 146 | mullid | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( 1 · 𝐴 ) = 𝐴 ) | |
| 147 | 146 | adantr | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( 1 · 𝐴 ) = 𝐴 ) |
| 148 | 142 145 147 | 3eqtr3a | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( - i · ( i · 𝐴 ) ) = 𝐴 ) |
| 149 | 148 | fveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ ( - i · ( i · 𝐴 ) ) ) = ( ℜ ‘ 𝐴 ) ) |
| 150 | 136 149 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) = ( ℜ ‘ 𝐴 ) ) |
| 151 | 134 150 | breqtrrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → - π < ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) |
| 152 | 119 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → π ∈ ℝ ) |
| 153 | 79 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( π / 2 ) ∈ ℝ ) |
| 154 | 132 | simprd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ 𝐴 ) < ( π / 2 ) ) |
| 155 | 127 | a1i | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( π / 2 ) < π ) |
| 156 | 124 153 152 154 155 | lttrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ 𝐴 ) < π ) |
| 157 | 124 152 156 | ltled | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℜ ‘ 𝐴 ) ≤ π ) |
| 158 | 150 157 | eqbrtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) ≤ π ) |
| 159 | ellogrn | ⊢ ( ( i · 𝐴 ) ∈ ran log ↔ ( ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ ∧ - π < ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) ∧ ( ℑ ‘ ( i · 𝐴 ) ) ≤ π ) ) | |
| 160 | 10 151 158 159 | syl3anbrc | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( i · 𝐴 ) ∈ ran log ) |
| 161 | logef | ⊢ ( ( i · 𝐴 ) ∈ ran log → ( log ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) = ( i · 𝐴 ) ) | |
| 162 | 160 161 | syl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( log ‘ ( exp ‘ ( i · 𝐴 ) ) ) = ( i · 𝐴 ) ) |
| 163 | 118 162 | eqtr3d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( log ‘ ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) = ( i · 𝐴 ) ) |
| 164 | 163 | oveq2d | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( - i · ( log ‘ ( ( i · ( sin ‘ 𝐴 ) ) + ( √ ‘ ( 1 − ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ) ) ) ) = ( - i · ( i · 𝐴 ) ) ) |
| 165 | 4 164 148 | 3eqtrd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ 𝐴 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( arcsin ‘ ( sin ‘ 𝐴 ) ) = 𝐴 ) |