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Theorem tanregt0

Description: The real part of the tangent of a complex number with real part in the open interval ( 0 (,) ( _pi / 2 ) ) is positive. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Apr-2015)

Ref Expression
Assertion tanregt0 AA0π20<tanA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ax-1cn 1
2 recl AA
3 2 adantr AA0π2A
4 3 recnd AA0π2A
5 3 rered AA0π2A=A
6 neghalfpire π2
7 6 rexri π2*
8 0re 0
9 pirp π+
10 rphalfcl π+π2+
11 rpgt0 π2+0<π2
12 9 10 11 mp2b 0<π2
13 halfpire π2
14 lt0neg2 π20<π2π2<0
15 13 14 ax-mp 0<π2π2<0
16 12 15 mpbi π2<0
17 6 8 16 ltleii π20
18 iooss1 π2*π200π2π2π2
19 7 17 18 mp2an 0π2π2π2
20 simpr AA0π2A0π2
21 19 20 sselid AA0π2Aπ2π2
22 5 21 eqeltrd AA0π2Aπ2π2
23 cosne0 AAπ2π2cosA0
24 4 22 23 syl2anc AA0π2cosA0
25 4 24 tancld AA0π2tanA
26 ax-icn i
27 imcl AA
28 27 adantr AA0π2A
29 28 recnd AA0π2A
30 mulcl iAiA
31 26 29 30 sylancr AA0π2iA
32 rpcoshcl AcosiA+
33 28 32 syl AA0π2cosiA+
34 33 rpne0d AA0π2cosiA0
35 31 34 tancld AA0π2taniA
36 25 35 mulcld AA0π2tanAtaniA
37 subcl 1tanAtaniA1tanAtaniA
38 1 36 37 sylancr AA0π21tanAtaniA
39 replim AA=A+iA
40 39 adantr AA0π2A=A+iA
41 40 fveq2d AA0π2cosA=cosA+iA
42 cosne0 AAπ2π2cosA0
43 21 42 syldan AA0π2cosA0
44 41 43 eqnetrrd AA0π2cosA+iA0
45 tanaddlem AiAcosA0cosiA0cosA+iA0tanAtaniA1
46 4 31 24 34 45 syl22anc AA0π2cosA+iA0tanAtaniA1
47 44 46 mpbid AA0π2tanAtaniA1
48 47 necomd AA0π21tanAtaniA
49 subeq0 1tanAtaniA1tanAtaniA=01=tanAtaniA
50 49 necon3bid 1tanAtaniA1tanAtaniA01tanAtaniA
51 1 36 50 sylancr AA0π21tanAtaniA01tanAtaniA
52 48 51 mpbird AA0π21tanAtaniA0
53 38 52 absrpcld AA0π21tanAtaniA+
54 2z 2
55 rpexpcl 1tanAtaniA+21tanAtaniA2+
56 53 54 55 sylancl AA0π21tanAtaniA2+
57 56 rprecred AA0π211tanAtaniA2
58 38 cjcld AA0π21tanAtaniA
59 25 35 addcld AA0π2tanA+taniA
60 58 59 mulcld AA0π21tanAtaniAtanA+taniA
61 60 recld AA0π21tanAtaniAtanA+taniA
62 56 rpreccld AA0π211tanAtaniA2+
63 62 rpgt0d AA0π20<11tanAtaniA2
64 3 24 retancld AA0π2tanA
65 1re 1
66 retanhcl AtaniAi
67 28 66 syl AA0π2taniAi
68 67 resqcld AA0π2taniAi2
69 resubcl 1taniAi21taniAi2
70 65 68 69 sylancr AA0π21taniAi2
71 tanrpcl A0π2tanA+
72 71 adantl AA0π2tanA+
73 72 rpgt0d AA0π20<tanA
74 absresq taniAitaniAi2=taniAi2
75 67 74 syl AA0π2taniAi2=taniAi2
76 tanhbnd AtaniAi11
77 28 76 syl AA0π2taniAi11
78 eliooord taniAi111<taniAitaniAi<1
79 77 78 syl AA0π21<taniAitaniAi<1
80 abslt taniAi1taniAi<11<taniAitaniAi<1
81 67 65 80 sylancl AA0π2taniAi<11<taniAitaniAi<1
82 79 81 mpbird AA0π2taniAi<1
83 67 recnd AA0π2taniAi
84 83 abscld AA0π2taniAi
85 65 a1i AA0π21
86 83 absge0d AA0π20taniAi
87 0le1 01
88 87 a1i AA0π201
89 84 85 86 88 lt2sqd AA0π2taniAi<1taniAi2<12
90 82 89 mpbid AA0π2taniAi2<12
91 sq1 12=1
92 90 91 breqtrdi AA0π2taniAi2<1
93 75 92 eqbrtrrd AA0π2taniAi2<1
94 posdif taniAi21taniAi2<10<1taniAi2
95 68 65 94 sylancl AA0π2taniAi2<10<1taniAi2
96 93 95 mpbid AA0π20<1taniAi2
97 64 70 73 96 mulgt0d AA0π20<tanA1taniAi2
98 38 recjd AA0π21tanAtaniA=1tanAtaniA
99 resub 1tanAtaniA1tanAtaniA=1tanAtaniA
100 1 36 99 sylancr AA0π21tanAtaniA=1tanAtaniA
101 re1 1=1
102 101 oveq1i 1tanAtaniA=1tanAtaniA
103 64 35 remul2d AA0π2tanAtaniA=tanAtaniA
104 negicn i
105 104 a1i AA0π2i
106 ine0 i0
107 26 106 negne0i i0
108 107 a1i AA0π2i0
109 35 105 108 divcld AA0π2taniAi
110 imre taniAitaniAi=itaniAi
111 109 110 syl AA0π2taniAi=itaniAi
112 26 a1i AA0π2i
113 106 a1i AA0π2i0
114 35 112 113 divneg2d AA0π2taniAi=taniAi
115 67 renegcld AA0π2taniAi
116 114 115 eqeltrrd AA0π2taniAi
117 116 reim0d AA0π2taniAi=0
118 35 105 108 divcan2d AA0π2itaniAi=taniA
119 118 fveq2d AA0π2itaniAi=taniA
120 111 117 119 3eqtr3rd AA0π2taniA=0
121 120 oveq2d AA0π2tanAtaniA=tanA0
122 25 mul01d AA0π2tanA0=0
123 103 121 122 3eqtrd AA0π2tanAtaniA=0
124 123 oveq2d AA0π21tanAtaniA=10
125 1m0e1 10=1
126 124 125 eqtrdi AA0π21tanAtaniA=1
127 102 126 eqtrid AA0π21tanAtaniA=1
128 98 100 127 3eqtrd AA0π21tanAtaniA=1
129 35 112 113 divcan2d AA0π2itaniAi=taniA
130 129 oveq2d AA0π2tanA+itaniAi=tanA+taniA
131 130 fveq2d AA0π2tanA+itaniAi=tanA+taniA
132 64 67 crred AA0π2tanA+itaniAi=tanA
133 131 132 eqtr3d AA0π2tanA+taniA=tanA
134 128 133 oveq12d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA=1tanA
135 mulcom 1tanA1tanA=tanA1
136 1 25 135 sylancr AA0π21tanA=tanA1
137 134 136 eqtrd AA0π21tanAtaniAtanA+taniA=tanA1
138 25 83 83 mulassd AA0π2tanAtaniAitaniAi=tanAtaniAitaniAi
139 38 imcjd AA0π21tanAtaniA=1tanAtaniA
140 imsub 1tanAtaniA1tanAtaniA=1tanAtaniA
141 1 36 140 sylancr AA0π21tanAtaniA=1tanAtaniA
142 im1 1=0
143 142 oveq1i 1tanAtaniA=0tanAtaniA
144 df-neg tanAtaniA=0tanAtaniA
145 143 144 eqtr4i 1tanAtaniA=tanAtaniA
146 64 35 immul2d AA0π2tanAtaniA=tanAtaniA
147 imval taniAtaniA=taniAi
148 35 147 syl AA0π2taniA=taniAi
149 67 rered AA0π2taniAi=taniAi
150 148 149 eqtrd AA0π2taniA=taniAi
151 150 oveq2d AA0π2tanAtaniA=tanAtaniAi
152 146 151 eqtrd AA0π2tanAtaniA=tanAtaniAi
153 152 negeqd AA0π2tanAtaniA=tanAtaniAi
154 145 153 eqtrid AA0π21tanAtaniA=tanAtaniAi
155 141 154 eqtrd AA0π21tanAtaniA=tanAtaniAi
156 155 negeqd AA0π21tanAtaniA=tanAtaniAi
157 64 67 remulcld AA0π2tanAtaniAi
158 157 recnd AA0π2tanAtaniAi
159 158 negnegd AA0π2tanAtaniAi=tanAtaniAi
160 139 156 159 3eqtrd AA0π21tanAtaniA=tanAtaniAi
161 130 fveq2d AA0π2tanA+itaniAi=tanA+taniA
162 64 67 crimd AA0π2tanA+itaniAi=taniAi
163 161 162 eqtr3d AA0π2tanA+taniA=taniAi
164 160 163 oveq12d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA=tanAtaniAitaniAi
165 83 sqvald AA0π2taniAi2=taniAitaniAi
166 165 oveq2d AA0π2tanAtaniAi2=tanAtaniAitaniAi
167 138 164 166 3eqtr4d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA=tanAtaniAi2
168 137 167 oveq12d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA1tanAtaniAtanA+taniA=tanA1tanAtaniAi2
169 58 59 remuld AA0π21tanAtaniAtanA+taniA=1tanAtaniAtanA+taniA1tanAtaniAtanA+taniA
170 1 a1i AA0π21
171 83 sqcld AA0π2taniAi2
172 25 170 171 subdid AA0π2tanA1taniAi2=tanA1tanAtaniAi2
173 168 169 172 3eqtr4d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA=tanA1taniAi2
174 97 173 breqtrrd AA0π20<1tanAtaniAtanA+taniA
175 57 61 63 174 mulgt0d AA0π20<11tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA
176 40 fveq2d AA0π2tanA=tanA+iA
177 tanadd AiAcosA0cosiA0cosA+iA0tanA+iA=tanA+taniA1tanAtaniA
178 4 31 24 34 44 177 syl23anc AA0π2tanA+iA=tanA+taniA1tanAtaniA
179 recval 1tanAtaniA1tanAtaniA011tanAtaniA=1tanAtaniA1tanAtaniA2
180 38 52 179 syl2anc AA0π211tanAtaniA=1tanAtaniA1tanAtaniA2
181 180 oveq1d AA0π211tanAtaniAtanA+taniA=1tanAtaniA1tanAtaniA2tanA+taniA
182 59 38 52 divrec2d AA0π2tanA+taniA1tanAtaniA=11tanAtaniAtanA+taniA
183 38 abscld AA0π21tanAtaniA
184 183 resqcld AA0π21tanAtaniA2
185 184 recnd AA0π21tanAtaniA2
186 56 rpne0d AA0π21tanAtaniA20
187 58 59 185 186 div23d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA1tanAtaniA2=1tanAtaniA1tanAtaniA2tanA+taniA
188 181 182 187 3eqtr4d AA0π2tanA+taniA1tanAtaniA=1tanAtaniAtanA+taniA1tanAtaniA2
189 176 178 188 3eqtrd AA0π2tanA=1tanAtaniAtanA+taniA1tanAtaniA2
190 60 185 186 divrec2d AA0π21tanAtaniAtanA+taniA1tanAtaniA2=11tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA
191 189 190 eqtrd AA0π2tanA=11tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA
192 191 fveq2d AA0π2tanA=11tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA
193 57 60 remul2d AA0π211tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA=11tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA
194 192 193 eqtrd AA0π2tanA=11tanAtaniA21tanAtaniAtanA+taniA
195 175 194 breqtrrd AA0π20<tanA