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Theorem itgcoscmulx

Description: Exercise: the integral of x |-> cos a x on an open interval. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses itgcoscmulx.a φ A
itgcoscmulx.b φ B
itgcoscmulx.c φ C
itgcoscmulx.blec φ B C
itgcoscmulx.an0 φ A 0
Assertion itgcoscmulx φ B C cos A x dx = sin A C sin A B A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itgcoscmulx.a φ A
2 itgcoscmulx.b φ B
3 itgcoscmulx.c φ C
4 itgcoscmulx.blec φ B C
5 itgcoscmulx.an0 φ A 0
6 2 3 iccssred φ B C
7 6 resmptd φ y sin A y A B C = y B C sin A y A
8 7 eqcomd φ y B C sin A y A = y sin A y A B C
9 8 oveq2d φ dy B C sin A y A d y = D y sin A y A B C
10 ax-resscn
11 10 a1i φ
12 11 sselda φ y y
13 1 adantr φ y A
14 simpr φ y y
15 13 14 mulcld φ y A y
16 15 sincld φ y sin A y
17 5 adantr φ y A 0
18 16 13 17 divcld φ y sin A y A
19 12 18 syldan φ y sin A y A
20 19 fmpttd φ y sin A y A :
21 ssidd φ
22 eqid TopOpen fld = TopOpen fld
23 tgioo4 topGen ran . = TopOpen fld 𝑡
24 22 23 dvres y sin A y A : B C D y sin A y A B C = dy sin A y A d y int topGen ran . B C
25 11 20 21 6 24 syl22anc φ D y sin A y A B C = dy sin A y A d y int topGen ran . B C
26 reelprrecn
27 26 a1i φ
28 12 16 syldan φ y sin A y
29 1 adantr φ y A
30 29 12 mulcld φ y A y
31 30 coscld φ y cos A y
32 29 31 mulcld φ y A cos A y
33 11 resmptd φ y sin A y = y sin A y
34 33 eqcomd φ y sin A y = y sin A y
35 34 oveq2d φ dy sin A y d y = D y sin A y
36 16 fmpttd φ y sin A y :
37 ssidd φ
38 dvsinax A dy sin A y d y = y A cos A y
39 1 38 syl φ dy sin A y d y = y A cos A y
40 39 dmeqd φ dom dy sin A y d y = dom y A cos A y
41 15 coscld φ y cos A y
42 13 41 mulcld φ y A cos A y
43 42 ralrimiva φ y A cos A y
44 dmmptg y A cos A y dom y A cos A y =
45 43 44 syl φ dom y A cos A y =
46 40 45 eqtr2d φ = dom dy sin A y d y
47 10 46 sseqtrid φ dom dy sin A y d y
48 dvres3 y sin A y : dom dy sin A y d y D y sin A y = dy sin A y d y
49 27 36 37 47 48 syl22anc φ D y sin A y = dy sin A y d y
50 39 reseq1d φ dy sin A y d y = y A cos A y
51 11 resmptd φ y A cos A y = y A cos A y
52 49 50 51 3eqtrd φ D y sin A y = y A cos A y
53 35 52 eqtrd φ dy sin A y d y = y A cos A y
54 27 28 32 53 1 5 dvmptdivc φ dy sin A y A d y = y A cos A y A
55 iccntr B C int topGen ran . B C = B C
56 2 3 55 syl2anc φ int topGen ran . B C = B C
57 54 56 reseq12d φ dy sin A y A d y int topGen ran . B C = y A cos A y A B C
58 ioossre B C
59 resmpt B C y A cos A y A B C = y B C A cos A y A
60 58 59 mp1i φ y A cos A y A B C = y B C A cos A y A
61 elioore y B C y
62 61 recnd y B C y
63 62 41 sylan2 φ y B C cos A y
64 1 adantr φ y B C A
65 5 adantr φ y B C A 0
66 63 64 65 divcan3d φ y B C A cos A y A = cos A y
67 66 mpteq2dva φ y B C A cos A y A = y B C cos A y
68 57 60 67 3eqtrd φ dy sin A y A d y int topGen ran . B C = y B C cos A y
69 9 25 68 3eqtrd φ dy B C sin A y A d y = y B C cos A y
70 69 adantr φ x B C dy B C sin A y A d y = y B C cos A y
71 oveq2 y = x A y = A x
72 71 fveq2d y = x cos A y = cos A x
73 72 adantl φ x B C y = x cos A y = cos A x
74 simpr φ x B C x B C
75 1 adantr φ x B C A
76 58 11 sstrid φ B C
77 76 sselda φ x B C x
78 75 77 mulcld φ x B C A x
79 78 coscld φ x B C cos A x
80 70 73 74 79 fvmptd φ x B C dy B C sin A y A d y x = cos A x
81 80 eqcomd φ x B C cos A x = dy B C sin A y A d y x
82 81 itgeq2dv φ B C cos A x dx = B C dy B C sin A y A d y x dx
83 eqidd φ y B C sin A y A = y B C sin A y A
84 oveq2 y = C A y = A C
85 84 fveq2d y = C sin A y = sin A C
86 85 oveq1d y = C sin A y A = sin A C A
87 86 adantl φ y = C sin A y A = sin A C A
88 2 rexrd φ B *
89 3 rexrd φ C *
90 ubicc2 B * C * B C C B C
91 88 89 4 90 syl3anc φ C B C
92 3 recnd φ C
93 1 92 mulcld φ A C
94 93 sincld φ sin A C
95 94 1 5 divcld φ sin A C A
96 83 87 91 95 fvmptd φ y B C sin A y A C = sin A C A
97 oveq2 y = B A y = A B
98 97 fveq2d y = B sin A y = sin A B
99 98 oveq1d y = B sin A y A = sin A B A
100 99 adantl φ y = B sin A y A = sin A B A
101 lbicc2 B * C * B C B B C
102 88 89 4 101 syl3anc φ B B C
103 2 recnd φ B
104 1 103 mulcld φ A B
105 104 sincld φ sin A B
106 105 1 5 divcld φ sin A B A
107 83 100 102 106 fvmptd φ y B C sin A y A B = sin A B A
108 96 107 oveq12d φ y B C sin A y A C y B C sin A y A B = sin A C A sin A B A
109 coscn cos : cn
110 109 a1i φ cos : cn
111 76 1 37 constcncfg φ y B C A : B C cn
112 76 37 idcncfg φ y B C y : B C cn
113 111 112 mulcncf φ y B C A y : B C cn
114 110 113 cncfmpt1f φ y B C cos A y : B C cn
115 69 114 eqeltrd φ dy B C sin A y A d y : B C cn
116 ioossicc B C B C
117 116 a1i φ B C B C
118 ioombl B C dom vol
119 118 a1i φ B C dom vol
120 1 adantr φ y B C A
121 6 10 sstrdi φ B C
122 121 sselda φ y B C y
123 120 122 mulcld φ y B C A y
124 123 coscld φ y B C cos A y
125 121 1 37 constcncfg φ y B C A : B C cn
126 121 37 idcncfg φ y B C y : B C cn
127 125 126 mulcncf φ y B C A y : B C cn
128 110 127 cncfmpt1f φ y B C cos A y : B C cn
129 cniccibl B C y B C cos A y : B C cn y B C cos A y 𝐿 1
130 2 3 128 129 syl3anc φ y B C cos A y 𝐿 1
131 117 119 124 130 iblss φ y B C cos A y 𝐿 1
132 69 131 eqeltrd φ dy B C sin A y A d y 𝐿 1
133 sincn sin : cn
134 133 a1i φ sin : cn
135 134 127 cncfmpt1f φ y B C sin A y : B C cn
136 neneq A 0 ¬ A = 0
137 elsni A 0 A = 0
138 137 con3i ¬ A = 0 ¬ A 0
139 5 136 138 3syl φ ¬ A 0
140 1 139 eldifd φ A 0
141 difssd φ 0
142 121 140 141 constcncfg φ y B C A : B C cn 0
143 135 142 divcncf φ y B C sin A y A : B C cn
144 2 3 4 115 132 143 ftc2 φ B C dy B C sin A y A d y x dx = y B C sin A y A C y B C sin A y A B
145 94 105 1 5 divsubdird φ sin A C sin A B A = sin A C A sin A B A
146 108 144 145 3eqtr4d φ B C dy B C sin A y A d y x dx = sin A C sin A B A
147 82 146 eqtrd φ B C cos A x dx = sin A C sin A B A