Metamath Proof Explorer


Theorem fourierdlem44

Description: A condition for having ( sin( A / 2 ) ) nonzero. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Assertion fourierdlem44 ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 0xr โŠข 0 โˆˆ โ„*
2 1 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ 0 โˆˆ โ„* )
3 2re โŠข 2 โˆˆ โ„
4 pire โŠข ฯ€ โˆˆ โ„
5 3 4 remulcli โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„
6 5 rexri โŠข ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„*
7 6 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„* )
8 4 renegcli โŠข - ฯ€ โˆˆ โ„
9 8 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„ )
10 4 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„ )
11 id โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
12 eliccre โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ฯ€ โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
13 9 10 11 12 syl3anc โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
14 13 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
15 simpr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ 0 < ๐ด )
16 5 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„ )
17 9 rexrd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„* )
18 10 rexrd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ฯ€ โˆˆ โ„* )
19 iccleub โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) ) โ†’ ๐ด โ‰ค ฯ€ )
20 17 18 11 19 syl3anc โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ๐ด โ‰ค ฯ€ )
21 pirp โŠข ฯ€ โˆˆ โ„+
22 2timesgt โŠข ( ฯ€ โˆˆ โ„+ โ†’ ฯ€ < ( 2 ยท ฯ€ ) )
23 21 22 ax-mp โŠข ฯ€ < ( 2 ยท ฯ€ )
24 23 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ฯ€ < ( 2 ยท ฯ€ ) )
25 13 10 16 20 24 lelttrd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) )
26 25 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) )
27 2 7 14 15 26 eliood โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
28 27 adantlr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
29 sinaover2ne0 โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
30 28 29 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง 0 < ๐ด ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
31 simpll โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) )
32 31 13 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
33 0red โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
34 simplr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด โ‰  0 )
35 simpr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ ยฌ 0 < ๐ด )
36 32 33 34 35 lttri5d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ ๐ด < 0 )
37 13 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
38 37 halfcld โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ( ๐ด / 2 ) โˆˆ โ„‚ )
39 sinneg โŠข ( ( ๐ด / 2 ) โˆˆ โ„‚ โ†’ ( sin โ€˜ - ( ๐ด / 2 ) ) = - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) )
40 38 39 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ( sin โ€˜ - ( ๐ด / 2 ) ) = - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) )
41 2cnd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ 2 โˆˆ โ„‚ )
42 2ne0 โŠข 2 โ‰  0
43 42 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ 2 โ‰  0 )
44 37 41 43 divnegd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - ( ๐ด / 2 ) = ( - ๐ด / 2 ) )
45 44 fveq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ( sin โ€˜ - ( ๐ด / 2 ) ) = ( sin โ€˜ ( - ๐ด / 2 ) ) )
46 40 45 eqtr3d โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) = ( sin โ€˜ ( - ๐ด / 2 ) ) )
47 46 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) = ( sin โ€˜ ( - ๐ด / 2 ) ) )
48 1 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ 0 โˆˆ โ„* )
49 6 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„* )
50 13 renegcld โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„ )
51 50 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ๐ด โˆˆ โ„ )
52 simpr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ๐ด < 0 )
53 13 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
54 53 lt0neg1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( ๐ด < 0 โ†” 0 < - ๐ด ) )
55 52 54 mpbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ 0 < - ๐ด )
56 5 renegcli โŠข - ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„
57 56 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„ )
58 8 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ฯ€ โˆˆ โ„ )
59 4 5 ltnegi โŠข ( ฯ€ < ( 2 ยท ฯ€ ) โ†” - ( 2 ยท ฯ€ ) < - ฯ€ )
60 23 59 mpbi โŠข - ( 2 ยท ฯ€ ) < - ฯ€
61 60 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ( 2 ยท ฯ€ ) < - ฯ€ )
62 iccgelb โŠข ( ( - ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ฯ€ โˆˆ โ„* โˆง ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) ) โ†’ - ฯ€ โ‰ค ๐ด )
63 17 18 11 62 syl3anc โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - ฯ€ โ‰ค ๐ด )
64 63 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ฯ€ โ‰ค ๐ด )
65 57 58 53 61 64 ltletrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ( 2 ยท ฯ€ ) < ๐ด )
66 57 53 ltnegd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( - ( 2 ยท ฯ€ ) < ๐ด โ†” - ๐ด < - - ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
67 65 66 mpbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ๐ด < - - ( 2 ยท ฯ€ ) )
68 16 recnd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ( 2 ยท ฯ€ ) โˆˆ โ„‚ )
69 68 negnegd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ - - ( 2 ยท ฯ€ ) = ( 2 ยท ฯ€ ) )
70 69 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - - ( 2 ยท ฯ€ ) = ( 2 ยท ฯ€ ) )
71 67 70 breqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ๐ด < ( 2 ยท ฯ€ ) )
72 48 49 51 55 71 eliood โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) )
73 sinaover2ne0 โŠข ( - ๐ด โˆˆ ( 0 (,) ( 2 ยท ฯ€ ) ) โ†’ ( sin โ€˜ ( - ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
74 72 73 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( sin โ€˜ ( - ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
75 47 74 eqnetrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
76 75 neneqd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ยฌ - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) = 0 )
77 38 sincld โŠข ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
78 77 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โˆˆ โ„‚ )
79 78 negeq0d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) = 0 โ†” - ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) = 0 ) )
80 76 79 mtbird โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ยฌ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) = 0 )
81 80 neqned โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
82 31 36 81 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โˆง ยฌ 0 < ๐ด ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )
83 30 82 pm2.61dan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( - ฯ€ [,] ฯ€ ) โˆง ๐ด โ‰  0 ) โ†’ ( sin โ€˜ ( ๐ด / 2 ) ) โ‰  0 )