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Theorem dvcot

Description: Derivative of the cotangent function. (Contributed by Jon Pennant, 28-Aug-2026)

Ref Expression
Assertion dvcot D cot = x dom cot csc x 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-cot cot = x y | sin y 0 cos x sin x
2 1 oveq2i D cot = dx y | sin y 0 cos x sin x d x
3 cnelprrecn
4 3 a1i
5 elrabi x y | sin y 0 x
6 coscl x cos x
7 5 6 syl x y | sin y 0 cos x
8 7 adantl x y | sin y 0 cos x
9 sincl x sin x
10 5 9 syl x y | sin y 0 sin x
11 10 negcld x y | sin y 0 sin x
12 11 adantl x y | sin y 0 sin x
13 6 adantl x cos x
14 9 negcld x sin x
15 14 adantl x sin x
16 cosf cos :
17 16 a1i cos :
18 17 feqmptd cos = x cos x
19 18 mptru cos = x cos x
20 19 oveq2i D cos = dx cos x d x
21 dvcos D cos = x sin x
22 20 21 eqtr3i dx cos x d x = x sin x
23 22 a1i dx cos x d x = x sin x
24 ssrab2 y | sin y 0
25 24 a1i y | sin y 0
26 eqid TopOpen fld = TopOpen fld
27 26 cnfldtopon TopOpen fld TopOn
28 27 toponrestid TopOpen fld = TopOpen fld 𝑡
29 sincn sin : cn
30 ssid
31 26 28 28 cncfcn cn = TopOpen fld Cn TopOpen fld
32 30 30 31 mp2an cn = TopOpen fld Cn TopOpen fld
33 29 32 eleqtri sin TopOpen fld Cn TopOpen fld
34 cnn0opn 0 TopOpen fld
35 cnima sin TopOpen fld Cn TopOpen fld 0 TopOpen fld sin -1 0 TopOpen fld
36 33 34 35 mp2an sin -1 0 TopOpen fld
37 sincl y sin y
38 eldifsn sin y 0 sin y sin y 0
39 38 baib sin y sin y 0 sin y 0
40 37 39 syl y sin y 0 sin y 0
41 40 bicomd y sin y 0 sin y 0
42 41 rabbiia y | sin y 0 = y | sin y 0
43 sinf sin :
44 43 a1i sin :
45 44 feqmptd sin = y sin y
46 45 mptru sin = y sin y
47 46 mptpreima sin -1 0 = y | sin y 0
48 42 47 eqtr4i y | sin y 0 = sin -1 0
49 48 eleq1i y | sin y 0 TopOpen fld sin -1 0 TopOpen fld
50 36 49 mpbir y | sin y 0 TopOpen fld
51 50 a1i y | sin y 0 TopOpen fld
52 4 13 15 23 25 28 26 51 dvmptres dx y | sin y 0 cos x d x = x y | sin y 0 sin x
53 fveq2 y = x sin y = sin x
54 53 neeq1d y = x sin y 0 sin x 0
55 54 elrab x y | sin y 0 x sin x 0
56 55 simprbi x y | sin y 0 sin x 0
57 10 56 jca x y | sin y 0 sin x sin x 0
58 eldifsn sin x 0 sin x sin x 0
59 57 58 sylibr x y | sin y 0 sin x 0
60 59 adantl x y | sin y 0 sin x 0
61 9 adantl x sin x
62 44 feqmptd sin = x sin x
63 62 mptru sin = x sin x
64 63 oveq2i D sin = dx sin x d x
65 dvsin D sin = cos
66 64 65 eqtr3i dx sin x d x = cos
67 66 19 eqtri dx sin x d x = x cos x
68 67 a1i dx sin x d x = x cos x
69 4 61 13 68 25 28 26 51 dvmptres dx y | sin y 0 sin x d x = x y | sin y 0 cos x
70 4 8 12 52 60 8 69 dvmptdiv dx y | sin y 0 cos x sin x d x = x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2
71 70 mptru dx y | sin y 0 cos x sin x d x = x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2
72 10 10 mulneg1d x y | sin y 0 sin x sin x = sin x sin x
73 sqval sin x sin x 2 = sin x sin x
74 10 73 syl x y | sin y 0 sin x 2 = sin x sin x
75 74 eqcomd x y | sin y 0 sin x sin x = sin x 2
76 75 negeqd x y | sin y 0 sin x sin x = sin x 2
77 72 76 eqtrd x y | sin y 0 sin x sin x = sin x 2
78 sqval cos x cos x 2 = cos x cos x
79 7 78 syl x y | sin y 0 cos x 2 = cos x cos x
80 79 eqcomd x y | sin y 0 cos x cos x = cos x 2
81 77 80 oveq12d x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x = - sin x 2 - cos x 2
82 10 sqcld x y | sin y 0 sin x 2
83 7 sqcld x y | sin y 0 cos x 2
84 negdi2 sin x 2 cos x 2 sin x 2 + cos x 2 = - sin x 2 - cos x 2
85 82 83 84 syl2anc x y | sin y 0 sin x 2 + cos x 2 = - sin x 2 - cos x 2
86 85 eqcomd x y | sin y 0 - sin x 2 - cos x 2 = sin x 2 + cos x 2
87 sincossq x sin x 2 + cos x 2 = 1
88 5 87 syl x y | sin y 0 sin x 2 + cos x 2 = 1
89 88 negeqd x y | sin y 0 sin x 2 + cos x 2 = 1
90 86 89 eqtrd x y | sin y 0 - sin x 2 - cos x 2 = 1
91 81 90 eqtrd x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x = 1
92 91 oveq1d x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2 = 1 sin x 2
93 ax-1cn 1
94 93 a1i x y | sin y 0 1
95 sqne0 sin x sin x 2 0 sin x 0
96 10 95 syl x y | sin y 0 sin x 2 0 sin x 0
97 56 96 mpbird x y | sin y 0 sin x 2 0
98 divneg 1 sin x 2 sin x 2 0 1 sin x 2 = 1 sin x 2
99 94 82 97 98 syl3anc x y | sin y 0 1 sin x 2 = 1 sin x 2
100 99 eqcomd x y | sin y 0 1 sin x 2 = 1 sin x 2
101 92 100 eqtrd x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2 = 1 sin x 2
102 cscval x sin x 0 csc x = 1 sin x
103 55 102 sylbi x y | sin y 0 csc x = 1 sin x
104 103 oveq1d x y | sin y 0 csc x 2 = 1 sin x 2
105 sqdiv 1 sin x sin x 0 1 sin x 2 = 1 2 sin x 2
106 94 10 56 105 syl3anc x y | sin y 0 1 sin x 2 = 1 2 sin x 2
107 sq1 1 2 = 1
108 107 a1i x y | sin y 0 1 2 = 1
109 108 oveq1d x y | sin y 0 1 2 sin x 2 = 1 sin x 2
110 106 109 eqtrd x y | sin y 0 1 sin x 2 = 1 sin x 2
111 104 110 eqtrd x y | sin y 0 csc x 2 = 1 sin x 2
112 111 eqcomd x y | sin y 0 1 sin x 2 = csc x 2
113 112 negeqd x y | sin y 0 1 sin x 2 = csc x 2
114 101 113 eqtrd x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2 = csc x 2
115 114 mpteq2ia x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2 = x y | sin y 0 csc x 2
116 7 10 56 divcld x y | sin y 0 cos x sin x
117 1 116 fmpti cot : y | sin y 0
118 117 fdmi dom cot = y | sin y 0
119 118 eqcomi y | sin y 0 = dom cot
120 119 mpteq1i x y | sin y 0 csc x 2 = x dom cot csc x 2
121 115 120 eqtri x y | sin y 0 sin x sin x cos x cos x sin x 2 = x dom cot csc x 2
122 2 71 121 3eqtri D cot = x dom cot csc x 2