Metamath Proof Explorer


Theorem atandmtan

Description: The tangent function has range contained in the domain of the arctangent. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion atandmtan ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A ∈ dom ⁡ arctan

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tancl ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A ∈ ℂ
2 tanval ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A = sin ⁡ A cos ⁡ A
3 2 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A 2 = sin ⁡ A cos ⁡ A 2
4 sincl ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A ∈ ℂ
5 4 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A ∈ ℂ
6 coscl ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A ∈ ℂ
7 6 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A ∈ ℂ
8 simpr ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A ≠ 0
9 5 7 8 sqdivd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A cos ⁡ A 2 = sin ⁡ A 2 cos ⁡ A 2
10 3 9 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A 2 = sin ⁡ A 2 cos ⁡ A 2
11 5 sqcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 ∈ ℂ
12 7 sqcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
13 12 negcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → − cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
14 11 12 subnegd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 − − cos ⁡ A 2 = sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2
15 sincossq ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 = 1
16 15 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 = 1
17 14 16 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 − − cos ⁡ A 2 = 1
18 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
19 18 a1i ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → 1 ≠ 0
20 17 19 eqnetrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 − − cos ⁡ A 2 ≠ 0
21 11 13 20 subne0ad ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 ≠ − cos ⁡ A 2
22 12 mulm1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → -1 ⁢ cos ⁡ A 2 = − cos ⁡ A 2
23 21 22 neeqtrrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 ≠ -1 ⁢ cos ⁡ A 2
24 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
25 24 a1i ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → − 1 ∈ ℂ
26 sqne0 ⊢ cos ⁡ A ∈ ℂ → cos ⁡ A 2 ≠ 0 ↔ cos ⁡ A ≠ 0
27 6 26 syl ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A 2 ≠ 0 ↔ cos ⁡ A ≠ 0
28 27 biimpar ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → cos ⁡ A 2 ≠ 0
29 11 25 12 28 divmul3d ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 cos ⁡ A 2 = − 1 ↔ sin ⁡ A 2 = -1 ⁢ cos ⁡ A 2
30 29 necon3bid ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 cos ⁡ A 2 ≠ − 1 ↔ sin ⁡ A 2 ≠ -1 ⁢ cos ⁡ A 2
31 23 30 mpbird ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → sin ⁡ A 2 cos ⁡ A 2 ≠ − 1
32 10 31 eqnetrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A 2 ≠ − 1
33 atandm3 ⊢ tan ⁡ A ∈ dom ⁡ arctan ↔ tan ⁡ A ∈ ℂ ∧ tan ⁡ A 2 ≠ − 1
34 1 32 33 sylanbrc ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A ∈ dom ⁡ arctan