Metamath Proof Explorer


Theorem asinlem3

Description: The argument to the logarithm in df-asin has nonnegative real part. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Apr-2015)

Ref Expression
Assertion asinlem3 ⊢ A ∈ ℂ → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ A + 1 − A 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 0red ⊢ A ∈ ℂ → 0 ∈ ℝ
2 imcl ⊢ A ∈ ℂ → ℑ ⁡ A ∈ ℝ
3 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
4 negcl ⊢ A ∈ ℂ → − A ∈ ℂ
5 4 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → − A ∈ ℂ
6 mulcl ⊢ i ∈ ℂ ∧ − A ∈ ℂ → i ⁢ − A ∈ ℂ
7 3 5 6 sylancr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A ∈ ℂ
8 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
9 5 sqcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → − A 2 ∈ ℂ
10 subcl ⊢ 1 ∈ ℂ ∧ − A 2 ∈ ℂ → 1 − − A 2 ∈ ℂ
11 8 9 10 sylancr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 − − A 2 ∈ ℂ
12 11 sqrtcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 − − A 2 ∈ ℂ
13 7 12 addcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 ∈ ℂ
14 asinlem ⊢ − A ∈ ℂ → i ⁢ − A + 1 − − A 2 ≠ 0
15 5 14 syl ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 ≠ 0
16 13 15 absrpcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 ∈ ℝ +
17 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
18 rpexpcl ⊢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ∈ ℝ + ∧ 2 ∈ ℤ → i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ∈ ℝ +
19 16 17 18 sylancl ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ∈ ℝ +
20 19 rprecred ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ∈ ℝ
21 13 cjcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ ∈ ℂ
22 21 recld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ ∈ ℝ
23 19 rpreccld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ∈ ℝ +
24 23 rpge0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 0 ≤ 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2
25 imneg ⊢ A ∈ ℂ → ℑ ⁡ − A = − ℑ ⁡ A
26 25 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℑ ⁡ − A = − ℑ ⁡ A
27 2 le0neg2d ⊢ A ∈ ℂ → 0 ≤ ℑ ⁡ A ↔ − ℑ ⁡ A ≤ 0
28 27 biimpa ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → − ℑ ⁡ A ≤ 0
29 26 28 eqbrtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℑ ⁡ − A ≤ 0
30 asinlem3a ⊢ − A ∈ ℂ ∧ ℑ ⁡ − A ≤ 0 → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2
31 5 29 30 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2
32 13 recjd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ = ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2
33 31 32 breqtrrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
34 20 22 24 33 mulge0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 0 ≤ 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
35 recval ⊢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ∈ ℂ ∧ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ≠ 0 → 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 = i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ i ⁢ − A + 1 − − A 2 2
36 13 15 35 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 = i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ i ⁢ − A + 1 − − A 2 2
37 asinlem2 ⊢ A ∈ ℂ → i ⁢ A + 1 − A 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 = 1
38 37 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ A + 1 − A 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 = 1
39 38 eqcomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 = i ⁢ A + 1 − A 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2
40 1cnd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 ∈ ℂ
41 simpl ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → A ∈ ℂ
42 mulcl ⊢ i ∈ ℂ ∧ A ∈ ℂ → i ⁢ A ∈ ℂ
43 3 41 42 sylancr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ A ∈ ℂ
44 sqcl ⊢ A ∈ ℂ → A 2 ∈ ℂ
45 44 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → A 2 ∈ ℂ
46 subcl ⊢ 1 ∈ ℂ ∧ A 2 ∈ ℂ → 1 − A 2 ∈ ℂ
47 8 45 46 sylancr ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 − A 2 ∈ ℂ
48 47 sqrtcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 − A 2 ∈ ℂ
49 43 48 addcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ A + 1 − A 2 ∈ ℂ
50 40 49 13 15 divmul3d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 = i ⁢ A + 1 − A 2 ↔ 1 = i ⁢ A + 1 − A 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2
51 39 50 mpbird ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 = i ⁢ A + 1 − A 2
52 19 rpcnd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ∈ ℂ
53 19 rpne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ≠ 0
54 21 52 53 divrec2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 = 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
55 36 51 54 3eqtr3d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → i ⁢ A + 1 − A 2 = 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
56 55 fveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℜ ⁡ i ⁢ A + 1 − A 2 = ℜ ⁡ 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
57 20 21 remul2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℜ ⁡ 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾ = 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
58 56 57 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → ℜ ⁡ i ⁢ A + 1 − A 2 = 1 i ⁢ − A + 1 − − A 2 2 ⁢ ℜ ⁡ i ⁢ − A + 1 − − A 2 ‾
59 34 58 breqtrrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ 0 ≤ ℑ ⁡ A → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ A + 1 − A 2
60 asinlem3a ⊢ A ∈ ℂ ∧ ℑ ⁡ A ≤ 0 → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ A + 1 − A 2
61 1 2 59 60 lecasei ⊢ A ∈ ℂ → 0 ≤ ℜ ⁡ i ⁢ A + 1 − A 2