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Theorem sin5t

Description: Five-times-angle formula for sine, in pure sine form. (Contributed by Ender Ting, 17-Apr-2026)

Ref Expression
Assertion sin5t ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 5 ⁢ A = 16 ⁢ sin ⁡ A 5 - 20 ⁢ sin ⁡ A 3 + 5 ⁢ sin ⁡ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 3p2e5 ⊢ 3 + 2 = 5
2 1 eqcomi ⊢ 5 = 3 + 2
3 2 a1i ⊢ A ∈ ℂ → 5 = 3 + 2
4 3 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ → 5 ⁢ A = 3 + 2 ⁢ A
5 3cn ⊢ 3 ∈ ℂ
6 5 a1i ⊢ A ∈ ℂ → 3 ∈ ℂ
7 2cnd ⊢ A ∈ ℂ → 2 ∈ ℂ
8 id ⊢ A ∈ ℂ → A ∈ ℂ
9 6 7 8 adddird ⊢ A ∈ ℂ → 3 + 2 ⁢ A = 3 ⁢ A + 2 ⁢ A
10 4 9 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ → 5 ⁢ A = 3 ⁢ A + 2 ⁢ A
11 10 fveq2d ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 5 ⁢ A = sin ⁡ 3 ⁢ A + 2 ⁢ A
12 6 8 mulcld ⊢ A ∈ ℂ → 3 ⁢ A ∈ ℂ
13 7 8 mulcld ⊢ A ∈ ℂ → 2 ⁢ A ∈ ℂ
14 sinadd ⊢ 3 ⁢ A ∈ ℂ ∧ 2 ⁢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 3 ⁢ A + 2 ⁢ A = sin ⁡ 3 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 2 ⁢ A + cos ⁡ 3 ⁢ A ⁢ sin ⁡ 2 ⁢ A
15 12 13 14 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 3 ⁢ A + 2 ⁢ A = sin ⁡ 3 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 2 ⁢ A + cos ⁡ 3 ⁢ A ⁢ sin ⁡ 2 ⁢ A
16 sin3t ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 3 ⁢ A = 3 ⁢ sin ⁡ A − 4 ⁢ sin ⁡ A 3
17 cos2tsin ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ 2 ⁢ A = 1 − 2 ⁢ sin ⁡ A 2
18 16 17 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 3 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 2 ⁢ A = 3 ⁢ sin ⁡ A − 4 ⁢ sin ⁡ A 3 ⁢ 1 − 2 ⁢ sin ⁡ A 2
19 cos3t ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ 3 ⁢ A = 4 ⁢ cos ⁡ A 3 − 3 ⁢ cos ⁡ A
20 sin2t ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 2 ⁢ A = 2 ⁢ sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ A
21 19 20 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ 3 ⁢ A ⁢ sin ⁡ 2 ⁢ A = 4 ⁢ cos ⁡ A 3 − 3 ⁢ cos ⁡ A ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ A
22 18 21 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 3 ⁢ A ⁢ cos ⁡ 2 ⁢ A + cos ⁡ 3 ⁢ A ⁢ sin ⁡ 2 ⁢ A = 3 ⁢ sin ⁡ A − 4 ⁢ sin ⁡ A 3 ⁢ 1 − 2 ⁢ sin ⁡ A 2 + 4 ⁢ cos ⁡ A 3 − 3 ⁢ cos ⁡ A ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ A
23 15 22 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 3 ⁢ A + 2 ⁢ A = 3 ⁢ sin ⁡ A − 4 ⁢ sin ⁡ A 3 ⁢ 1 − 2 ⁢ sin ⁡ A 2 + 4 ⁢ cos ⁡ A 3 − 3 ⁢ cos ⁡ A ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ A
24 coscl ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A ∈ ℂ
25 sincl ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A ∈ ℂ
26 25 sqcld ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 ∈ ℂ
27 24 sqcld ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A 2 ∈ ℂ
28 sincossq ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ A 2 + cos ⁡ A 2 = 1
29 26 27 28 mvlladdd ⊢ A ∈ ℂ → cos ⁡ A 2 = 1 − sin ⁡ A 2
30 sin5tlem5 ⊢ cos ⁡ A ∈ ℂ ∧ sin ⁡ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A 2 = 1 − sin ⁡ A 2 → 3 ⁢ sin ⁡ A − 4 ⁢ sin ⁡ A 3 ⁢ 1 − 2 ⁢ sin ⁡ A 2 + 4 ⁢ cos ⁡ A 3 − 3 ⁢ cos ⁡ A ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ A = 16 ⁢ sin ⁡ A 5 - 20 ⁢ sin ⁡ A 3 + 5 ⁢ sin ⁡ A
31 24 25 29 30 syl3anc ⊢ A ∈ ℂ → 3 ⁢ sin ⁡ A − 4 ⁢ sin ⁡ A 3 ⁢ 1 − 2 ⁢ sin ⁡ A 2 + 4 ⁢ cos ⁡ A 3 − 3 ⁢ cos ⁡ A ⁢ 2 ⁢ sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ A = 16 ⁢ sin ⁡ A 5 - 20 ⁢ sin ⁡ A 3 + 5 ⁢ sin ⁡ A
32 11 23 31 3eqtrd ⊢ A ∈ ℂ → sin ⁡ 5 ⁢ A = 16 ⁢ sin ⁡ A 5 - 20 ⁢ sin ⁡ A 3 + 5 ⁢ sin ⁡ A