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Theorem sinhadd

Description: Addition formula for sinh. (Contributed by Jon Pennant, 9-Sep-2026)

Ref Expression
Assertion sinhadd ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sinh ‘ ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( ( sinh ‘ 𝐴 ) · ( cosh ‘ 𝐵 ) ) + ( ( cosh ‘ 𝐴 ) · ( sinh ‘ 𝐵 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 addcl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ ℂ )
2 sinhval-named ⊢ ( ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ ℂ → ( sinh ‘ ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( sin ‘ ( i · ( 𝐴 + 𝐵 ) ) ) / i ) )
3 1 2 syl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sinh ‘ ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( sin ‘ ( i · ( 𝐴 + 𝐵 ) ) ) / i ) )
4 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
5 adddi ⊢ ( ( i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( i · ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) )
6 4 5 mp3an1 ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( i · ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) )
7 6 fveq2d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sin ‘ ( i · ( 𝐴 + 𝐵 ) ) ) = ( sin ‘ ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) ) )
8 7 oveq1d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( sin ‘ ( i · ( 𝐴 + 𝐵 ) ) ) / i ) = ( ( sin ‘ ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) )
9 4 a1i ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → i ∈ ℂ )
10 simpl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → 𝐴 ∈ ℂ )
11 9 10 mulcld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ )
12 mulcl ⊢ ( ( i ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( i · 𝐵 ) ∈ ℂ )
13 9 12 sylancom ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( i · 𝐵 ) ∈ ℂ )
14 sinadd ⊢ ( ( ( i · 𝐴 ) ∈ ℂ ∧ ( i · 𝐵 ) ∈ ℂ ) → ( sin ‘ ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) ) = ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) )
15 11 13 14 syl2anc ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sin ‘ ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) ) = ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) )
16 15 oveq1d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( sin ‘ ( ( i · 𝐴 ) + ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) / i ) )
17 3 8 16 3eqtrd ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sinh ‘ ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) / i ) )
18 11 sincld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
19 13 coscld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ∈ ℂ )
20 18 19 mulcld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ∈ ℂ )
21 11 coscld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
22 13 sincld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ∈ ℂ )
23 21 22 mulcld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ∈ ℂ )
24 ine0 ⊢ i ≠ 0
25 4 24 pm3.2i ⊢ ( i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 )
26 divdir ⊢ ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ∈ ℂ ∧ ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ∈ ℂ ∧ ( i ∈ ℂ ∧ i ≠ 0 ) ) → ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) / i ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) + ( ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) ) )
27 25 26 mp3an3 ⊢ ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ∈ ℂ ∧ ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ∈ ℂ ) → ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) / i ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) + ( ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) ) )
28 20 23 27 syl2anc ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) ) / i ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) + ( ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) ) )
29 24 a1i ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → i ≠ 0 )
30 18 19 9 29 div23d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) = ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) / i ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) )
31 21 22 9 29 divassd ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) = ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) / i ) ) )
32 30 31 oveq12d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) + ( ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) / i ) ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) / i ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) / i ) ) ) )
33 17 28 32 3eqtrd ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sinh ‘ ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) / i ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) / i ) ) ) )
34 sinhval-named ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( sinh ‘ 𝐴 ) = ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) / i ) )
35 coshval-named ⊢ ( 𝐵 ∈ ℂ → ( cosh ‘ 𝐵 ) = ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) )
36 34 35 oveqan12d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( sinh ‘ 𝐴 ) · ( cosh ‘ 𝐵 ) ) = ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) / i ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) )
37 coshval-named ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( cosh ‘ 𝐴 ) = ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) )
38 sinhval-named ⊢ ( 𝐵 ∈ ℂ → ( sinh ‘ 𝐵 ) = ( ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) / i ) )
39 37 38 oveqan12d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( cosh ‘ 𝐴 ) · ( sinh ‘ 𝐵 ) ) = ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) / i ) ) )
40 36 39 oveq12d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( ( ( sinh ‘ 𝐴 ) · ( cosh ‘ 𝐵 ) ) + ( ( cosh ‘ 𝐴 ) · ( sinh ‘ 𝐵 ) ) ) = ( ( ( ( sin ‘ ( i · 𝐴 ) ) / i ) · ( cos ‘ ( i · 𝐵 ) ) ) + ( ( cos ‘ ( i · 𝐴 ) ) · ( ( sin ‘ ( i · 𝐵 ) ) / i ) ) ) )
41 33 40 eqtr4d ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) → ( sinh ‘ ( 𝐴 + 𝐵 ) ) = ( ( ( sinh ‘ 𝐴 ) · ( cosh ‘ 𝐵 ) ) + ( ( cosh ‘ 𝐴 ) · ( sinh ‘ 𝐵 ) ) ) )