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Theorem tan2h

Description: Half-angle rule for tangent. (Contributed by Brendan Leahy, 4-Aug-2018)

Ref Expression
Assertion tan2h ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( tan ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
2 pire ⊢ π ∈ ℝ
3 2 rexri ⊢ π ∈ ℝ*
4 icossre ⊢ ( ( 0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ* ) → ( 0 [,) π ) ⊆ ℝ )
5 1 3 4 mp2an ⊢ ( 0 [,) π ) ⊆ ℝ
6 5 sseli ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 𝐴 ∈ ℝ )
7 6 recnd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 𝐴 ∈ ℂ )
8 7 halfcld ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℂ )
9 6 rehalfcld ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℝ )
10 9 rered ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( ℜ ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( 𝐴 / 2 ) )
11 elico2 ⊢ ( ( 0 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) ↔ ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) ) )
12 1 3 11 mp2an ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) ↔ ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) )
13 pipos ⊢ 0 < π
14 lt0neg2 ⊢ ( π ∈ ℝ → ( 0 < π ↔ - π < 0 ) )
15 2 14 ax-mp ⊢ ( 0 < π ↔ - π < 0 )
16 13 15 mpbi ⊢ - π < 0
17 2 renegcli ⊢ - π ∈ ℝ
18 ltletr ⊢ ( ( - π ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ) → ( ( - π < 0 ∧ 0 ≤ 𝐴 ) → - π < 𝐴 ) )
19 17 1 18 mp3an12 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ( - π < 0 ∧ 0 ≤ 𝐴 ) → - π < 𝐴 ) )
20 16 19 mpani ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 0 ≤ 𝐴 → - π < 𝐴 ) )
21 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
22 2pos ⊢ 0 < 2
23 21 22 pm3.2i ⊢ ( 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 )
24 ltdiv1 ⊢ ( ( - π ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ ∧ ( 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 ) ) → ( - π < 𝐴 ↔ ( - π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ) )
25 17 23 24 mp3an13 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( - π < 𝐴 ↔ ( - π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ) )
26 picn ⊢ π ∈ ℂ
27 2cn ⊢ 2 ∈ ℂ
28 2ne0 ⊢ 2 ≠ 0
29 divneg ⊢ ( ( π ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ) → - ( π / 2 ) = ( - π / 2 ) )
30 26 27 28 29 mp3an ⊢ - ( π / 2 ) = ( - π / 2 )
31 30 breq1i ⊢ ( - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ↔ ( - π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) )
32 25 31 bitr4di ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( - π < 𝐴 ↔ - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ) )
33 20 32 sylibd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 0 ≤ 𝐴 → - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ) )
34 ltdiv1 ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ π ∈ ℝ ∧ ( 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 ) ) → ( 𝐴 < π ↔ ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) )
35 2 23 34 mp3an23 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 < π ↔ ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) )
36 35 biimpd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 < π → ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) )
37 33 36 anim12d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → ( - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ∧ ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) ) )
38 rehalfcl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℝ )
39 38 rexrd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℝ* )
40 halfpire ⊢ ( π / 2 ) ∈ ℝ
41 40 renegcli ⊢ - ( π / 2 ) ∈ ℝ
42 41 rexri ⊢ - ( π / 2 ) ∈ ℝ*
43 40 rexri ⊢ ( π / 2 ) ∈ ℝ*
44 elioo5 ⊢ ( ( - ( π / 2 ) ∈ ℝ* ∧ ( π / 2 ) ∈ ℝ* ∧ ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℝ* ) → ( ( 𝐴 / 2 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ↔ ( - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ∧ ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) ) )
45 42 43 44 mp3an12 ⊢ ( ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℝ* → ( ( 𝐴 / 2 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ↔ ( - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ∧ ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) ) )
46 39 45 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ( 𝐴 / 2 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ↔ ( - ( π / 2 ) < ( 𝐴 / 2 ) ∧ ( 𝐴 / 2 ) < ( π / 2 ) ) ) )
47 37 46 sylibrd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) )
48 47 3impib ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) )
49 12 48 sylbi ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 𝐴 / 2 ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) )
50 10 49 eqeltrd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( ℜ ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) )
51 cosne0 ⊢ ( ( ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℂ ∧ ( ℜ ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ∈ ( - ( π / 2 ) (,) ( π / 2 ) ) ) → ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ≠ 0 )
52 8 50 51 syl2anc ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ≠ 0 )
53 tanval ⊢ ( ( ( 𝐴 / 2 ) ∈ ℂ ∧ ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ≠ 0 ) → ( tan ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( ( sin ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) / ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ) )
54 8 52 53 syl2anc ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( tan ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( ( sin ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) / ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ) )
55 0xr ⊢ 0 ∈ ℝ*
56 elico1 ⊢ ( ( 0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) ↔ ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) ) )
57 55 3 56 mp2an ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) ↔ ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) )
58 21 2 remulcli ⊢ ( 2 · π ) ∈ ℝ
59 58 rexri ⊢ ( 2 · π ) ∈ ℝ*
60 1lt2 ⊢ 1 < 2
61 ltmulgt12 ⊢ ( ( π ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ 0 < π ) → ( 1 < 2 ↔ π < ( 2 · π ) ) )
62 2 21 13 61 mp3an ⊢ ( 1 < 2 ↔ π < ( 2 · π ) )
63 60 62 mpbi ⊢ π < ( 2 · π )
64 xrlttr ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ ( 2 · π ) ∈ ℝ* ) → ( ( 𝐴 < π ∧ π < ( 2 · π ) ) → 𝐴 < ( 2 · π ) ) )
65 3 64 mp3an2 ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ ( 2 · π ) ∈ ℝ* ) → ( ( 𝐴 < π ∧ π < ( 2 · π ) ) → 𝐴 < ( 2 · π ) ) )
66 63 65 mpan2i ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ ( 2 · π ) ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 < π → 𝐴 < ( 2 · π ) ) )
67 xrltle ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ ( 2 · π ) ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 < ( 2 · π ) → 𝐴 ≤ ( 2 · π ) ) )
68 66 67 syld ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ ( 2 · π ) ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 < π → 𝐴 ≤ ( 2 · π ) ) )
69 59 68 mpan2 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( 𝐴 < π → 𝐴 ≤ ( 2 · π ) ) )
70 69 anim2d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ ( 2 · π ) ) ) )
71 elicc4 ⊢ ( ( 0 ∈ ℝ* ∧ ( 2 · π ) ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 ∈ ( 0 [,] ( 2 · π ) ) ↔ ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ ( 2 · π ) ) ) )
72 55 59 71 mp3an12 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( 𝐴 ∈ ( 0 [,] ( 2 · π ) ) ↔ ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ ( 2 · π ) ) ) )
73 70 72 sylibrd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → 𝐴 ∈ ( 0 [,] ( 2 · π ) ) ) )
74 73 3impib ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → 𝐴 ∈ ( 0 [,] ( 2 · π ) ) )
75 57 74 sylbi ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 𝐴 ∈ ( 0 [,] ( 2 · π ) ) )
76 sin2h ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,] ( 2 · π ) ) → ( sin ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
77 75 76 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( sin ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
78 1 2 13 ltleii ⊢ 0 ≤ π
79 le0neg2 ⊢ ( π ∈ ℝ → ( 0 ≤ π ↔ - π ≤ 0 ) )
80 2 79 ax-mp ⊢ ( 0 ≤ π ↔ - π ≤ 0 )
81 78 80 mpbi ⊢ - π ≤ 0
82 17 rexri ⊢ - π ∈ ℝ*
83 xrletr ⊢ ( ( - π ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ* ) → ( ( - π ≤ 0 ∧ 0 ≤ 𝐴 ) → - π ≤ 𝐴 ) )
84 82 55 83 mp3an12 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( ( - π ≤ 0 ∧ 0 ≤ 𝐴 ) → - π ≤ 𝐴 ) )
85 81 84 mpani ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( 0 ≤ 𝐴 → - π ≤ 𝐴 ) )
86 xrltle ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 < π → 𝐴 ≤ π ) )
87 3 86 mpan2 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( 𝐴 < π → 𝐴 ≤ π ) )
88 85 87 anim12d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → ( - π ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π ) ) )
89 elicc4 ⊢ ( ( - π ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ* ) → ( 𝐴 ∈ ( - π [,] π ) ↔ ( - π ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π ) ) )
90 82 3 89 mp3an12 ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( 𝐴 ∈ ( - π [,] π ) ↔ ( - π ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 ≤ π ) ) )
91 88 90 sylibrd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ* → ( ( 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → 𝐴 ∈ ( - π [,] π ) ) )
92 91 3impib ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ≤ 𝐴 ∧ 𝐴 < π ) → 𝐴 ∈ ( - π [,] π ) )
93 57 92 sylbi ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 𝐴 ∈ ( - π [,] π ) )
94 cos2h ⊢ ( 𝐴 ∈ ( - π [,] π ) → ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
95 93 94 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
96 77 95 oveq12d ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( ( sin ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) / ( cos ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) ) = ( ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) / ( √ ‘ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) ) )
97 54 96 eqtrd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( tan ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) / ( √ ‘ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) ) )
98 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
99 6 recoscld ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ )
100 resubcl ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) → ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
101 98 99 100 sylancr ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
102 101 rehalfcld ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ∈ ℝ )
103 cosbnd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( - 1 ≤ ( cos ‘ 𝐴 ) ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ≤ 1 ) )
104 103 simprd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( cos ‘ 𝐴 ) ≤ 1 )
105 recoscl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ )
106 subge0 ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) → ( 0 ≤ ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ↔ ( cos ‘ 𝐴 ) ≤ 1 ) )
107 halfnneg2 ⊢ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ → ( 0 ≤ ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ↔ 0 ≤ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
108 100 107 syl ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) → ( 0 ≤ ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ↔ 0 ≤ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
109 106 108 bitr3d ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) → ( ( cos ‘ 𝐴 ) ≤ 1 ↔ 0 ≤ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
110 98 105 109 sylancr ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ( cos ‘ 𝐴 ) ≤ 1 ↔ 0 ≤ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) )
111 104 110 mpbid ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → 0 ≤ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) )
112 6 111 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 0 ≤ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) )
113 readdcl ⊢ ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
114 98 99 113 sylancr ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ )
115 103 simpld ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → - 1 ≤ ( cos ‘ 𝐴 ) )
116 98 renegcli ⊢ - 1 ∈ ℝ
117 subge0 ⊢ ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℝ ∧ - 1 ∈ ℝ ) → ( 0 ≤ ( ( cos ‘ 𝐴 ) − - 1 ) ↔ - 1 ≤ ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
118 105 116 117 sylancl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 0 ≤ ( ( cos ‘ 𝐴 ) − - 1 ) ↔ - 1 ≤ ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
119 recn ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℂ )
120 119 coscld ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ )
121 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
122 subneg ⊢ ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( cos ‘ 𝐴 ) − - 1 ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) + 1 ) )
123 addcom ⊢ ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( cos ‘ 𝐴 ) + 1 ) = ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
124 122 123 eqtrd ⊢ ( ( ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ) → ( ( cos ‘ 𝐴 ) − - 1 ) = ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
125 120 121 124 sylancl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ( cos ‘ 𝐴 ) − - 1 ) = ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
126 125 breq2d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 0 ≤ ( ( cos ‘ 𝐴 ) − - 1 ) ↔ 0 ≤ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) )
127 118 126 bitr3d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( - 1 ≤ ( cos ‘ 𝐴 ) ↔ 0 ≤ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) )
128 115 127 mpbid ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → 0 ≤ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
129 6 128 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 0 ≤ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
130 snunioo ⊢ ( ( 0 ∈ ℝ* ∧ π ∈ ℝ* ∧ 0 < π ) → ( { 0 } ∪ ( 0 (,) π ) ) = ( 0 [,) π ) )
131 55 3 13 130 mp3an ⊢ ( { 0 } ∪ ( 0 (,) π ) ) = ( 0 [,) π )
132 131 eleq2i ⊢ ( 𝐴 ∈ ( { 0 } ∪ ( 0 (,) π ) ) ↔ 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) )
133 elun ⊢ ( 𝐴 ∈ ( { 0 } ∪ ( 0 (,) π ) ) ↔ ( 𝐴 ∈ { 0 } ∨ 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) ) )
134 132 133 bitr3i ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) ↔ ( 𝐴 ∈ { 0 } ∨ 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) ) )
135 elsni ⊢ ( 𝐴 ∈ { 0 } → 𝐴 = 0 )
136 fveq2 ⊢ ( 𝐴 = 0 → ( cos ‘ 𝐴 ) = ( cos ‘ 0 ) )
137 cos0 ⊢ ( cos ‘ 0 ) = 1
138 136 137 eqtrdi ⊢ ( 𝐴 = 0 → ( cos ‘ 𝐴 ) = 1 )
139 138 oveq2d ⊢ ( 𝐴 = 0 → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = ( 1 + 1 ) )
140 df-2 ⊢ 2 = ( 1 + 1 )
141 139 140 eqtr4di ⊢ ( 𝐴 = 0 → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 2 )
142 28 a1i ⊢ ( 𝐴 = 0 → 2 ≠ 0 )
143 141 142 eqnetrd ⊢ ( 𝐴 = 0 → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 )
144 135 143 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ { 0 } → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 )
145 sinq12gt0 ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → 0 < ( sin ‘ 𝐴 ) )
146 ltne ⊢ ( ( 0 ∈ ℝ ∧ 0 < ( sin ‘ 𝐴 ) ) → ( sin ‘ 𝐴 ) ≠ 0 )
147 1 146 mpan ⊢ ( 0 < ( sin ‘ 𝐴 ) → ( sin ‘ 𝐴 ) ≠ 0 )
148 elioore ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → 𝐴 ∈ ℝ )
149 148 recnd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → 𝐴 ∈ ℂ )
150 oveq1 ⊢ ( - 1 = ( cos ‘ 𝐴 ) → ( - 1 ↑ 2 ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) )
151 150 a1i ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( - 1 = ( cos ‘ 𝐴 ) → ( - 1 ↑ 2 ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) )
152 df-neg ⊢ - 1 = ( 0 − 1 )
153 152 eqeq1i ⊢ ( - 1 = ( cos ‘ 𝐴 ) ↔ ( 0 − 1 ) = ( cos ‘ 𝐴 ) )
154 coscl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ )
155 0cn ⊢ 0 ∈ ℂ
156 subadd ⊢ ( ( 0 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) → ( ( 0 − 1 ) = ( cos ‘ 𝐴 ) ↔ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 0 ) )
157 155 121 156 mp3an12 ⊢ ( ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ → ( ( 0 − 1 ) = ( cos ‘ 𝐴 ) ↔ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 0 ) )
158 154 157 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( 0 − 1 ) = ( cos ‘ 𝐴 ) ↔ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 0 ) )
159 153 158 bitrid ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( - 1 = ( cos ‘ 𝐴 ) ↔ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 0 ) )
160 sincl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ )
161 160 sqcld ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ∈ ℂ )
162 0cnd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → 0 ∈ ℂ )
163 154 sqcld ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ∈ ℂ )
164 161 162 163 addcan2d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( 0 + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ↔ ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) = 0 ) )
165 sincossq ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = 1 )
166 neg1sqe1 ⊢ ( - 1 ↑ 2 ) = 1
167 165 166 eqtr4di ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( - 1 ↑ 2 ) )
168 163 addlidd ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( 0 + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) )
169 167 168 eqeq12d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) = ( 0 + ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) ↔ ( - 1 ↑ 2 ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ) )
170 sqeq0 ⊢ ( ( sin ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) = 0 ↔ ( sin ‘ 𝐴 ) = 0 ) )
171 160 170 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( ( sin ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) = 0 ↔ ( sin ‘ 𝐴 ) = 0 ) )
172 164 169 171 3bitr3d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( - 1 ↑ 2 ) = ( ( cos ‘ 𝐴 ) ↑ 2 ) ↔ ( sin ‘ 𝐴 ) = 0 ) )
173 151 159 172 3imtr3d ⊢ ( 𝐴 ∈ ℂ → ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 0 → ( sin ‘ 𝐴 ) = 0 ) )
174 149 173 syl ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) = 0 → ( sin ‘ 𝐴 ) = 0 ) )
175 174 necon3d ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → ( ( sin ‘ 𝐴 ) ≠ 0 → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 ) )
176 147 175 syl5 ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → ( 0 < ( sin ‘ 𝐴 ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 ) )
177 145 176 mpd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 )
178 144 177 jaoi ⊢ ( ( 𝐴 ∈ { 0 } ∨ 𝐴 ∈ ( 0 (,) π ) ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 )
179 134 178 sylbi ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 )
180 114 129 179 ne0gt0d ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → 0 < ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) )
181 114 180 elrpd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℝ+ )
182 181 rphalfcld ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ∈ ℝ+ )
183 102 112 182 sqrtdivd ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( √ ‘ ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) / ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) ) = ( ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) / ( √ ‘ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) ) )
184 7 coscld ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ )
185 subcl ⊢ ( ( 1 ∈ ℂ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) → ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
186 121 184 185 sylancr ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
187 addcl ⊢ ( ( 1 ∈ ℂ ∧ ( cos ‘ 𝐴 ) ∈ ℂ ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
188 121 184 187 sylancr ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ )
189 2cnne0 ⊢ ( 2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 )
190 divcan7 ⊢ ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ∧ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ∧ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 ) ∧ ( 2 ∈ ℂ ∧ 2 ≠ 0 ) ) → ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) / ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) = ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) )
191 189 190 mp3an3 ⊢ ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ∧ ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ∈ ℂ ∧ ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ≠ 0 ) ) → ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) / ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) = ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) )
192 186 188 179 191 syl12anc ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) / ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) = ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) )
193 192 fveq2d ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( √ ‘ ( ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) / ( ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) / 2 ) ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
194 97 183 193 3eqtr2d ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 0 [,) π ) → ( tan ‘ ( 𝐴 / 2 ) ) = ( √ ‘ ( ( 1 − ( cos ‘ 𝐴 ) ) / ( 1 + ( cos ‘ 𝐴 ) ) ) ) )