MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  tanhbnd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem tanhbnd 16137
Description: The hyperbolic tangent of a real number is bounded by 1. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
tanhbnd (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1))

Proof of Theorem tanhbnd
StepHypRef Expression
1 retanhcl 16135 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ)
2 ax-icn 11197 . . . . . . . 8 i ∈ ℂ
3 recn 11228 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ)
4 mulcl 11222 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
52, 3, 4sylancr 586 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (i · 𝐴) ∈ ℂ)
6 rpcoshcl 16133 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘(i · 𝐴)) ∈ ℝ+)
76rpne0d 13053 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (cos‘(i · 𝐴)) ≠ 0)
85, 7tancld 16108 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · 𝐴)) ∈ ℂ)
92a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → i ∈ ℂ)
10 ine0 11679 . . . . . . 7 i ≠ 0
1110a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → i ≠ 0)
128, 9, 11divnegd 12033 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) = (-(tan‘(i · 𝐴)) / i))
13 mulneg2 11681 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (i · -𝐴) = -(i · 𝐴))
142, 3, 13sylancr 586 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → (i · -𝐴) = -(i · 𝐴))
1514fveq2d 6901 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · -𝐴)) = (tan‘-(i · 𝐴)))
16 tanneg 16124 . . . . . . . 8 (((i · 𝐴) ∈ ℂ ∧ (cos‘(i · 𝐴)) ≠ 0) → (tan‘-(i · 𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
175, 7, 16syl2anc 583 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘-(i · 𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
1815, 17eqtrd 2768 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → (tan‘(i · -𝐴)) = -(tan‘(i · 𝐴)))
1918oveq1d 7435 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) = (-(tan‘(i · 𝐴)) / i))
2012, 19eqtr4d 2771 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) = ((tan‘(i · -𝐴)) / i))
21 renegcl 11553 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → -𝐴 ∈ ℝ)
22 tanhlt1 16136 . . . . 5 (-𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) < 1)
2321, 22syl 17 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · -𝐴)) / i) < 1)
2420, 23eqbrtrd 5170 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → -((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)
25 1re 11244 . . . 4 1 ∈ ℝ
26 ltnegcon1 11745 . . . 4 ((((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → (-((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1 ↔ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i)))
271, 25, 26sylancl 585 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → (-((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1 ↔ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i)))
2824, 27mpbid 231 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i))
29 tanhlt1 16136 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)
30 neg1rr 12357 . . . 4 -1 ∈ ℝ
3130rexri 11302 . . 3 -1 ∈ ℝ*
3225rexri 11302 . . 3 1 ∈ ℝ*
33 elioo2 13397 . . 3 ((-1 ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1) ↔ (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ ∧ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∧ ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1)))
3431, 32, 33mp2an 691 . 2 (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1) ↔ (((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ ℝ ∧ -1 < ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∧ ((tan‘(i · 𝐴)) / i) < 1))
351, 28, 29, 34syl3anbrc 1341 1 (𝐴 ∈ ℝ → ((tan‘(i · 𝐴)) / i) ∈ (-1(,)1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  w3a 1085   = wceq 1534  wcel 2099  wne 2937   class class class wbr 5148  cfv 6548  (class class class)co 7420  cc 11136  cr 11137  0cc0 11138  1c1 11139  ici 11140   · cmul 11143  *cxr 11277   < clt 11278  -cneg 11475   / cdiv 11901  (,)cioo 13356  cosccos 16040  tanctan 16041
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-inf2 9664  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-isom 6557  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8286  df-wrecs 8317  df-recs 8391  df-rdg 8430  df-1o 8486  df-er 8724  df-pm 8847  df-en 8964  df-dom 8965  df-sdom 8966  df-fin 8967  df-sup 9465  df-inf 9466  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-n0 12503  df-z 12589  df-uz 12853  df-rp 13007  df-ioo 13360  df-ico 13362  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-fl 13789  df-seq 13999  df-exp 14059  df-fac 14265  df-bc 14294  df-hash 14322  df-shft 15046  df-cj 15078  df-re 15079  df-im 15080  df-sqrt 15214  df-abs 15215  df-limsup 15447  df-clim 15464  df-rlim 15465  df-sum 15665  df-ef 16043  df-sin 16045  df-cos 16046  df-tan 16047
This theorem is referenced by:  tanregt0  26472  atantan  26854
  Copyright terms: Public domain W3C validator
OSZAR »