Metamath Proof Explorer


Theorem tanord1

Description: The tangent function is strictly increasing on the nonnegative part of its principal domain. (Lemma for tanord .) (Contributed by Mario Carneiro, 29-Jul-2014) Revised to replace an OLD theorem. (Revised by Wolf Lammen, 20-Sep-2020)

Ref Expression
Assertion tanord1 A 0 π 2 B 0 π 2 A < B tan A < tan B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tru
2 fveq2 x = y tan x = tan y
3 fveq2 x = A tan x = tan A
4 fveq2 x = B tan x = tan B
5 0re 0
6 halfpire π 2
7 6 rexri π 2 *
8 icossre 0 π 2 * 0 π 2
9 5 7 8 mp2an 0 π 2
10 9 sseli x 0 π 2 x
11 neghalfpirx π 2 *
12 pire π
13 2re 2
14 pipos 0 < π
15 2pos 0 < 2
16 12 13 14 15 divgt0ii 0 < π 2
17 lt0neg2 π 2 0 < π 2 π 2 < 0
18 6 17 ax-mp 0 < π 2 π 2 < 0
19 16 18 mpbi π 2 < 0
20 df-ioo . = x * , y * z * | x < z z < y
21 df-ico . = x * , y * z * | x z z < y
22 xrltletr π 2 * 0 * w * π 2 < 0 0 w π 2 < w
23 20 21 22 ixxss1 π 2 * π 2 < 0 0 π 2 π 2 π 2
24 11 19 23 mp2an 0 π 2 π 2 π 2
25 24 sseli x 0 π 2 x π 2 π 2
26 cosq14gt0 x π 2 π 2 0 < cos x
27 25 26 syl x 0 π 2 0 < cos x
28 27 gt0ne0d x 0 π 2 cos x 0
29 10 28 retancld x 0 π 2 tan x
30 29 adantl x 0 π 2 tan x
31 10 resincld x 0 π 2 sin x
32 10 recoscld x 0 π 2 cos x
33 31 32 28 redivcld x 0 π 2 sin x cos x
34 33 3ad2ant1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x cos x
35 9 sseli y 0 π 2 y
36 35 3ad2ant2 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y y
37 36 resincld x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin y
38 32 3ad2ant1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos x
39 28 3ad2ant1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos x 0
40 37 38 39 redivcld x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin y cos x
41 36 recoscld x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos y
42 24 sseli y 0 π 2 y π 2 π 2
43 cosq14gt0 y π 2 π 2 0 < cos y
44 42 43 syl y 0 π 2 0 < cos y
45 44 gt0ne0d y 0 π 2 cos y 0
46 45 3ad2ant2 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos y 0
47 37 41 46 redivcld x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin y cos y
48 ioossicc π 2 π 2 π 2 π 2
49 24 48 sstri 0 π 2 π 2 π 2
50 49 sseli x 0 π 2 x π 2 π 2
51 49 sseli y 0 π 2 y π 2 π 2
52 sinord x π 2 π 2 y π 2 π 2 x < y sin x < sin y
53 50 51 52 syl2an x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x < sin y
54 53 biimp3a x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x < sin y
55 10 3ad2ant1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y x
56 55 resincld x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x
57 27 3ad2ant1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0 < cos x
58 ltdiv1 sin x sin y cos x 0 < cos x sin x < sin y sin x cos x < sin y cos x
59 56 37 38 57 58 syl112anc x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x < sin y sin x cos x < sin y cos x
60 54 59 mpbid x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x cos x < sin y cos x
61 12 rexri π *
62 pirp π +
63 rphalflt π + π 2 < π
64 62 63 ax-mp π 2 < π
65 df-icc . = x * , y * z * | x z z y
66 xrlttr w * π 2 * π * w < π 2 π 2 < π w < π
67 xrltle w * π * w < π w π
68 67 3adant2 w * π 2 * π * w < π w π
69 66 68 syld w * π 2 * π * w < π 2 π 2 < π w π
70 65 21 69 ixxss2 π * π 2 < π 0 π 2 0 π
71 61 64 70 mp2an 0 π 2 0 π
72 71 sseli x 0 π 2 x 0 π
73 71 sseli y 0 π 2 y 0 π
74 cosord x 0 π y 0 π x < y cos y < cos x
75 72 73 74 syl2an x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos y < cos x
76 75 biimp3a x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos y < cos x
77 0red x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0
78 simp1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y x 0 π 2
79 elico2 0 π 2 * x 0 π 2 x 0 x x < π 2
80 5 7 79 mp2an x 0 π 2 x 0 x x < π 2
81 78 80 sylib x 0 π 2 y 0 π 2 x < y x 0 x x < π 2
82 81 simp2d x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0 x
83 simp3 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y x < y
84 77 55 36 82 83 lelttrd x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0 < y
85 simp2 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y y 0 π 2
86 elico2 0 π 2 * y 0 π 2 y 0 y y < π 2
87 5 7 86 mp2an y 0 π 2 y 0 y y < π 2
88 85 87 sylib x 0 π 2 y 0 π 2 x < y y 0 y y < π 2
89 88 simp3d x 0 π 2 y 0 π 2 x < y y < π 2
90 0xr 0 *
91 elioo2 0 * π 2 * y 0 π 2 y 0 < y y < π 2
92 90 7 91 mp2an y 0 π 2 y 0 < y y < π 2
93 36 84 89 92 syl3anbrc x 0 π 2 y 0 π 2 x < y y 0 π 2
94 sincosq1sgn y 0 π 2 0 < sin y 0 < cos y
95 93 94 syl x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0 < sin y 0 < cos y
96 95 simprd x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0 < cos y
97 95 simpld x 0 π 2 y 0 π 2 x < y 0 < sin y
98 ltdiv2 cos y 0 < cos y cos x 0 < cos x sin y 0 < sin y cos y < cos x sin y cos x < sin y cos y
99 41 96 38 57 37 97 98 syl222anc x 0 π 2 y 0 π 2 x < y cos y < cos x sin y cos x < sin y cos y
100 76 99 mpbid x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin y cos x < sin y cos y
101 34 40 47 60 100 lttrd x 0 π 2 y 0 π 2 x < y sin x cos x < sin y cos y
102 10 recnd x 0 π 2 x
103 tanval x cos x 0 tan x = sin x cos x
104 102 28 103 syl2anc x 0 π 2 tan x = sin x cos x
105 104 3ad2ant1 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y tan x = sin x cos x
106 35 recnd y 0 π 2 y
107 106 3ad2ant2 x 0 π 2 y 0 π 2 x < y y
108 tanval y cos y 0 tan y = sin y cos y
109 107 46 108 syl2anc x 0 π 2 y 0 π 2 x < y tan y = sin y cos y
110 101 105 109 3brtr4d x 0 π 2 y 0 π 2 x < y tan x < tan y
111 110 3expia x 0 π 2 y 0 π 2 x < y tan x < tan y
112 111 adantl x 0 π 2 y 0 π 2 x < y tan x < tan y
113 2 3 4 9 30 112 ltord1 A 0 π 2 B 0 π 2 A < B tan A < tan B
114 1 113 mpan A 0 π 2 B 0 π 2 A < B tan A < tan B