Metamath Proof Explorer


Theorem tanadd

Description: Addition formula for tangent. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Apr-2015)

Ref Expression
Assertion tanadd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A + B = tan ⁡ A + tan ⁡ B 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 addcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ → A + B ∈ ℂ
2 1 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → A + B ∈ ℂ
3 simpr3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A + B ≠ 0
4 tanval ⊢ A + B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A + B = sin ⁡ A + B cos ⁡ A + B
5 2 3 4 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A + B = sin ⁡ A + B cos ⁡ A + B
6 sinadd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ → sin ⁡ A + B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B + cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
7 6 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → sin ⁡ A + B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B + cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
8 cosadd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ → cos ⁡ A + B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B − sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
9 8 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A + B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B − sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
10 7 9 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → sin ⁡ A + B cos ⁡ A + B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B + cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B − sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
11 simpll ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → A ∈ ℂ
12 11 coscld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ∈ ℂ
13 simplr ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → B ∈ ℂ
14 13 coscld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ B ∈ ℂ
15 12 14 mulcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ∈ ℂ
16 simpr1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ≠ 0
17 11 16 tancld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A ∈ ℂ
18 simpr2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ B ≠ 0
19 13 18 tancld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ B ∈ ℂ
20 15 17 19 adddid ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A + tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A + cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B
21 12 14 17 mul32d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A = cos ⁡ A ⁢ tan ⁡ A ⁢ cos ⁡ B
22 tanval ⊢ A ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 → tan ⁡ A = sin ⁡ A cos ⁡ A
23 11 16 22 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A = sin ⁡ A cos ⁡ A
24 23 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ tan ⁡ A = cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ A cos ⁡ A
25 11 sincld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → sin ⁡ A ∈ ℂ
26 25 12 16 divcan2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ A cos ⁡ A = sin ⁡ A
27 24 26 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ tan ⁡ A = sin ⁡ A
28 27 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ tan ⁡ A ⁢ cos ⁡ B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B
29 21 28 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B
30 12 14 19 mulassd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B
31 tanval ⊢ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ B ≠ 0 → tan ⁡ B = sin ⁡ B cos ⁡ B
32 13 18 31 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ B = sin ⁡ B cos ⁡ B
33 32 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ B ⁢ sin ⁡ B cos ⁡ B
34 13 sincld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → sin ⁡ B ∈ ℂ
35 34 14 18 divcan2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ B ⁢ sin ⁡ B cos ⁡ B = sin ⁡ B
36 33 35 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = sin ⁡ B
37 36 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
38 30 37 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
39 29 38 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A + cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B + cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
40 20 39 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A + tan ⁡ B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B + cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
41 1cnd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → 1 ∈ ℂ
42 17 19 mulcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ∈ ℂ
43 15 41 42 subdid ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⋅ 1 − cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B
44 15 mulridd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⋅ 1 = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B
45 12 14 17 19 mul4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ tan ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B
46 27 36 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ tan ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ B = sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
47 45 46 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
48 44 47 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⋅ 1 − cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B − sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
49 43 48 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B − sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
50 40 49 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A + tan ⁡ B cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = sin ⁡ A ⁢ cos ⁡ B + cos ⁡ A ⁢ sin ⁡ B cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B − sin ⁡ A ⁢ sin ⁡ B
51 17 19 addcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A + tan ⁡ B ∈ ℂ
52 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
53 subcl ⊢ 1 ∈ ℂ ∧ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ∈ ℂ → 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ∈ ℂ
54 52 42 53 sylancr ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ∈ ℂ
55 tanaddlem ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 → cos ⁡ A + B ≠ 0 ↔ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ≠ 1
56 55 3adantr3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A + B ≠ 0 ↔ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ≠ 1
57 3 56 mpbid ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ≠ 1
58 57 necomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → 1 ≠ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B
59 subeq0 ⊢ 1 ∈ ℂ ∧ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ∈ ℂ → 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = 0 ↔ 1 = tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B
60 59 necon3bid ⊢ 1 ∈ ℂ ∧ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ∈ ℂ → 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ≠ 0 ↔ 1 ≠ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B
61 52 42 60 sylancr ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ≠ 0 ↔ 1 ≠ tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B
62 58 61 mpbird ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B ≠ 0
63 12 14 16 18 mulne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ≠ 0
64 51 54 15 62 63 divcan5d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ tan ⁡ A + tan ⁡ B cos ⁡ A ⁢ cos ⁡ B ⁢ 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = tan ⁡ A + tan ⁡ B 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B
65 10 50 64 3eqtr2rd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A + tan ⁡ B 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B = sin ⁡ A + B cos ⁡ A + B
66 5 65 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ cos ⁡ A ≠ 0 ∧ cos ⁡ B ≠ 0 ∧ cos ⁡ A + B ≠ 0 → tan ⁡ A + B = tan ⁡ A + tan ⁡ B 1 − tan ⁡ A ⁢ tan ⁡ B