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Theorem dvcosax

Description: Derivative exercise: the derivative with respect to x of cos(Ax), given a constant A . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Assertion dvcosax A dx cos A x d x = x A sin A x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulcl A x A x
2 eqidd A x A x = x A x
3 cosf cos :
4 3 a1i A cos :
5 4 feqmptd A cos = y cos y
6 fveq2 y = A x cos y = cos A x
7 1 2 5 6 fmptco A cos x A x = x cos A x
8 7 eqcomd A x cos A x = cos x A x
9 8 oveq2d A dx cos A x d x = D cos x A x
10 cnelprrecn
11 10 a1i A
12 1 fmpttd A x A x :
13 dvcos D cos = x sin x
14 13 dmeqi dom cos = dom x sin x
15 dmmptg x sin x dom x sin x =
16 sincl x sin x
17 16 negcld x sin x
18 15 17 mprg dom x sin x =
19 14 18 eqtri dom cos =
20 19 a1i A dom cos =
21 simpl A x A
22 0red A x 0
23 id A A
24 11 23 dvmptc A dx A d x = x 0
25 simpr A x x
26 1red A x 1
27 11 dvmptid A dx x d x = x 1
28 11 21 22 24 25 26 27 dvmptmul A dx A x d x = x 0 x + 1 A
29 28 dmeqd A dom dx A x d x = dom x 0 x + 1 A
30 dmmptg x 0 x + 1 A V dom x 0 x + 1 A =
31 ovex 0 x + 1 A V
32 31 a1i x 0 x + 1 A V
33 30 32 mprg dom x 0 x + 1 A =
34 29 33 eqtrdi A dom dx A x d x =
35 11 11 4 12 20 34 dvcof A D cos x A x = cos x A x × f dx A x d x
36 dvcos D cos = y sin y
37 36 a1i A D cos = y sin y
38 fveq2 y = A x sin y = sin A x
39 38 negeqd y = A x sin y = sin A x
40 1 2 37 39 fmptco A cos x A x = x sin A x
41 40 oveq1d A cos x A x × f dx A x d x = x sin A x × f dx A x d x
42 cnex V
43 42 mptex x sin A x V
44 ovex dx A x d x V
45 offval3 x sin A x V dx A x d x V x sin A x × f dx A x d x = y dom x sin A x dom dx A x d x x sin A x y dx A x d x y
46 43 44 45 mp2an x sin A x × f dx A x d x = y dom x sin A x dom dx A x d x x sin A x y dx A x d x y
47 46 a1i A x sin A x × f dx A x d x = y dom x sin A x dom dx A x d x x sin A x y dx A x d x y
48 1 sincld A x sin A x
49 48 negcld A x sin A x
50 49 ralrimiva A x sin A x
51 dmmptg x sin A x dom x sin A x =
52 50 51 syl A dom x sin A x =
53 52 34 ineq12d A dom x sin A x dom dx A x d x =
54 inidm =
55 53 54 eqtrdi A dom x sin A x dom dx A x d x =
56 simpr A y dom x sin A x dom dx A x d x y dom x sin A x dom dx A x d x
57 55 adantr A y dom x sin A x dom dx A x d x dom x sin A x dom dx A x d x =
58 56 57 eleqtrd A y dom x sin A x dom dx A x d x y
59 eqidd y x sin A x = x sin A x
60 oveq2 x = y A x = A y
61 60 fveq2d x = y sin A x = sin A y
62 61 negeqd x = y sin A x = sin A y
63 62 adantl y x = y sin A x = sin A y
64 id y y
65 negex sin A y V
66 65 a1i y sin A y V
67 59 63 64 66 fvmptd y x sin A x y = sin A y
68 67 adantl A y x sin A x y = sin A y
69 28 adantr A y dx A x d x = x 0 x + 1 A
70 oveq2 x = y 0 x = 0 y
71 70 oveq1d x = y 0 x + 1 A = 0 y + 1 A
72 mul02 y 0 y = 0
73 mulid2 A 1 A = A
74 72 73 oveqan12rd A y 0 y + 1 A = 0 + A
75 addid2 A 0 + A = A
76 75 adantr A y 0 + A = A
77 74 76 eqtrd A y 0 y + 1 A = A
78 71 77 sylan9eqr A y x = y 0 x + 1 A = A
79 simpr A y y
80 simpl A y A
81 69 78 79 80 fvmptd A y dx A x d x y = A
82 68 81 oveq12d A y x sin A x y dx A x d x y = sin A y A
83 mulcl A y A y
84 83 sincld A y sin A y
85 84 negcld A y sin A y
86 85 80 mulcomd A y sin A y A = A sin A y
87 82 86 eqtrd A y x sin A x y dx A x d x y = A sin A y
88 58 87 syldan A y dom x sin A x dom dx A x d x x sin A x y dx A x d x y = A sin A y
89 55 88 mpteq12dva A y dom x sin A x dom dx A x d x x sin A x y dx A x d x y = y A sin A y
90 41 47 89 3eqtrd A cos x A x × f dx A x d x = y A sin A y
91 9 35 90 3eqtrd A dx cos A x d x = y A sin A y
92 oveq2 y = x A y = A x
93 92 fveq2d y = x sin A y = sin A x
94 93 negeqd y = x sin A y = sin A x
95 94 oveq2d y = x A sin A y = A sin A x
96 95 cbvmptv y A sin A y = x A sin A x
97 91 96 eqtrdi A dx cos A x d x = x A sin A x