Metamath Proof Explorer


Theorem sinadd

Description: Addition formula for sine. Equation 14 of Gleason p. 310. (Contributed by Steve Rodriguez, 10-Nov-2006) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2014)

Ref Expression
Assertion sinadd A B sin A + B = sin A cos B + cos A sin B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 addcl A B A + B
2 sinval A + B sin A + B = e i A + B e i A + B 2 i
3 1 2 syl A B sin A + B = e i A + B e i A + B 2 i
4 2cn 2
5 4 a1i A B 2
6 ax-icn i
7 6 a1i A B i
8 coscl A cos A
9 8 adantr A B cos A
10 sincl B sin B
11 10 adantl A B sin B
12 9 11 mulcld A B cos A sin B
13 sincl A sin A
14 13 adantr A B sin A
15 coscl B cos B
16 15 adantl A B cos B
17 14 16 mulcld A B sin A cos B
18 12 17 addcld A B cos A sin B + sin A cos B
19 5 7 18 mulassd A B 2 i cos A sin B + sin A cos B = 2 i cos A sin B + sin A cos B
20 7 12 17 adddid A B i cos A sin B + sin A cos B = i cos A sin B + i sin A cos B
21 7 9 11 mul12d A B i cos A sin B = cos A i sin B
22 14 16 mulcomd A B sin A cos B = cos B sin A
23 22 oveq2d A B i sin A cos B = i cos B sin A
24 7 16 14 mul12d A B i cos B sin A = cos B i sin A
25 23 24 eqtrd A B i sin A cos B = cos B i sin A
26 21 25 oveq12d A B i cos A sin B + i sin A cos B = cos A i sin B + cos B i sin A
27 20 26 eqtrd A B i cos A sin B + sin A cos B = cos A i sin B + cos B i sin A
28 27 oveq2d A B 2 i cos A sin B + sin A cos B = 2 cos A i sin B + cos B i sin A
29 19 28 eqtrd A B 2 i cos A sin B + sin A cos B = 2 cos A i sin B + cos B i sin A
30 mulcl i sin B i sin B
31 6 11 30 sylancr A B i sin B
32 9 31 mulcld A B cos A i sin B
33 mulcl i sin A i sin A
34 6 14 33 sylancr A B i sin A
35 16 34 mulcld A B cos B i sin A
36 32 35 addcld A B cos A i sin B + cos B i sin A
37 mulcl 2 cos A i sin B + cos B i sin A 2 cos A i sin B + cos B i sin A
38 4 36 37 sylancr A B 2 cos A i sin B + cos B i sin A
39 2mulicn 2 i
40 39 a1i A B 2 i
41 2muline0 2 i 0
42 41 a1i A B 2 i 0
43 38 40 18 42 divmuld A B 2 cos A i sin B + cos B i sin A 2 i = cos A sin B + sin A cos B 2 i cos A sin B + sin A cos B = 2 cos A i sin B + cos B i sin A
44 29 43 mpbird A B 2 cos A i sin B + cos B i sin A 2 i = cos A sin B + sin A cos B
45 9 16 mulcld A B cos A cos B
46 31 34 mulcld A B i sin B i sin A
47 45 46 addcld A B cos A cos B + i sin B i sin A
48 47 36 36 pnncand A B cos A cos B + i sin B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A - cos A cos B + i sin B i sin A - cos A i sin B + cos B i sin A = cos A i sin B + cos B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A
49 adddi i A B i A + B = i A + i B
50 6 49 mp3an1 A B i A + B = i A + i B
51 50 fveq2d A B e i A + B = e i A + i B
52 simpl A B A
53 mulcl i A i A
54 6 52 53 sylancr A B i A
55 simpr A B B
56 mulcl i B i B
57 6 55 56 sylancr A B i B
58 efadd i A i B e i A + i B = e i A e i B
59 54 57 58 syl2anc A B e i A + i B = e i A e i B
60 efival A e i A = cos A + i sin A
61 efival B e i B = cos B + i sin B
62 60 61 oveqan12d A B e i A e i B = cos A + i sin A cos B + i sin B
63 9 34 16 31 muladdd A B cos A + i sin A cos B + i sin B = cos A cos B + i sin B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A
64 62 63 eqtrd A B e i A e i B = cos A cos B + i sin B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A
65 51 59 64 3eqtrd A B e i A + B = cos A cos B + i sin B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A
66 negicn i
67 adddi i A B i A + B = i A + i B
68 66 67 mp3an1 A B i A + B = i A + i B
69 68 fveq2d A B e i A + B = e i A + i B
70 mulcl i A i A
71 66 52 70 sylancr A B i A
72 mulcl i B i B
73 66 55 72 sylancr A B i B
74 efadd i A i B e i A + i B = e i A e i B
75 71 73 74 syl2anc A B e i A + i B = e i A e i B
76 efmival A e i A = cos A i sin A
77 efmival B e i B = cos B i sin B
78 76 77 oveqan12d A B e i A e i B = cos A i sin A cos B i sin B
79 9 34 16 31 mulsubd A B cos A i sin A cos B i sin B = cos A cos B + i sin B i sin A - cos A i sin B + cos B i sin A
80 78 79 eqtrd A B e i A e i B = cos A cos B + i sin B i sin A - cos A i sin B + cos B i sin A
81 69 75 80 3eqtrd A B e i A + B = cos A cos B + i sin B i sin A - cos A i sin B + cos B i sin A
82 65 81 oveq12d A B e i A + B e i A + B = cos A cos B + i sin B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A - cos A cos B + i sin B i sin A - cos A i sin B + cos B i sin A
83 36 2timesd A B 2 cos A i sin B + cos B i sin A = cos A i sin B + cos B i sin A + cos A i sin B + cos B i sin A
84 48 82 83 3eqtr4d A B e i A + B e i A + B = 2 cos A i sin B + cos B i sin A
85 84 oveq1d A B e i A + B e i A + B 2 i = 2 cos A i sin B + cos B i sin A 2 i
86 17 12 addcomd A B sin A cos B + cos A sin B = cos A sin B + sin A cos B
87 44 85 86 3eqtr4d A B e i A + B e i A + B 2 i = sin A cos B + cos A sin B
88 3 87 eqtrd A B sin A + B = sin A cos B + cos A sin B