Metamath Proof Explorer


Theorem cosq34lt1

Description: Cosine is less than one in the third and fourth quadrants. (Contributed by Jim Kingdon, 23-Mar-2024)

Ref Expression
Assertion cosq34lt1 ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ( cos โ€˜ ๐ด ) < 1 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pire โŠข ฯ€ โˆˆ โ„
2 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
3 2 1 remulcli โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„
4 3 rexri โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„*
5 elico2 โŠข ( ( ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„* ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โ‰ค ๐ด โˆง ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) )
6 1 4 5 mp2an โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โ‰ค ๐ด โˆง ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
7 6 simp1bi โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
8 0red โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
9 1 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„ )
10 pipos โŠข 0 < ฯ€
11 10 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ 0 < ฯ€ )
12 6 simp2bi โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ฯ€ โ‰ค ๐ด )
13 8 9 7 11 12 ltletrd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ 0 < ๐ด )
14 6 simp3bi โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) )
15 0xr โŠข 0 โˆˆ โ„*
16 elioo2 โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„* โˆง ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„* ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ด โˆง ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) ) ) )
17 15 4 16 mp2an โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ด โˆง ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
18 7 13 14 17 syl3anbrc โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
19 cos02pilt1 โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ( cos โ€˜ ๐ด ) < 1 )
20 18 19 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ฯ€ [,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ( cos โ€˜ ๐ด ) < 1 )