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Theorem cosangneg2d

Description: The cosine of the angle between X and -u Y is the negative of that between X and Y . If A, B and C are collinear points, this implies that the cosines of DBA and DBC sum to zero, i.e., that DBA and DBC are supplementary. (Contributed by David Moews, 28-Feb-2017)

Ref Expression
Hypotheses ang.1 ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
cosangneg2d.1 ⊢ φ → X ∈ ℂ
cosangneg2d.2 ⊢ φ → X ≠ 0
cosangneg2d.3 ⊢ φ → Y ∈ ℂ
cosangneg2d.4 ⊢ φ → Y ≠ 0
Assertion cosangneg2d ⊢ φ → cos ⁡ X F − Y = − cos ⁡ X F Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ang.1 ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
2 cosangneg2d.1 ⊢ φ → X ∈ ℂ
3 cosangneg2d.2 ⊢ φ → X ≠ 0
4 cosangneg2d.3 ⊢ φ → Y ∈ ℂ
5 cosangneg2d.4 ⊢ φ → Y ≠ 0
6 4 2 3 divcld ⊢ φ → Y X ∈ ℂ
7 6 recld ⊢ φ → ℜ ⁡ Y X ∈ ℝ
8 7 recnd ⊢ φ → ℜ ⁡ Y X ∈ ℂ
9 6 abscld ⊢ φ → Y X ∈ ℝ
10 9 recnd ⊢ φ → Y X ∈ ℂ
11 4 2 5 3 divne0d ⊢ φ → Y X ≠ 0
12 6 11 absne0d ⊢ φ → Y X ≠ 0
13 8 10 12 divnegd ⊢ φ → − ℜ ⁡ Y X Y X = − ℜ ⁡ Y X Y X
14 1 2 3 4 5 angvald ⊢ φ → X F Y = ℑ ⁡ log ⁡ Y X
15 14 fveq2d ⊢ φ → cos ⁡ X F Y = cos ⁡ ℑ ⁡ log ⁡ Y X
16 6 11 cosargd ⊢ φ → cos ⁡ ℑ ⁡ log ⁡ Y X = ℜ ⁡ Y X Y X
17 15 16 eqtrd ⊢ φ → cos ⁡ X F Y = ℜ ⁡ Y X Y X
18 17 negeqd ⊢ φ → − cos ⁡ X F Y = − ℜ ⁡ Y X Y X
19 4 negcld ⊢ φ → − Y ∈ ℂ
20 4 5 negne0d ⊢ φ → − Y ≠ 0
21 1 2 3 19 20 angvald ⊢ φ → X F − Y = ℑ ⁡ log ⁡ − Y X
22 21 fveq2d ⊢ φ → cos ⁡ X F − Y = cos ⁡ ℑ ⁡ log ⁡ − Y X
23 19 2 3 divcld ⊢ φ → − Y X ∈ ℂ
24 19 2 20 3 divne0d ⊢ φ → − Y X ≠ 0
25 23 24 cosargd ⊢ φ → cos ⁡ ℑ ⁡ log ⁡ − Y X = ℜ ⁡ − Y X − Y X
26 4 2 3 divnegd ⊢ φ → − Y X = − Y X
27 26 fveq2d ⊢ φ → ℜ ⁡ − Y X = ℜ ⁡ − Y X
28 6 renegd ⊢ φ → ℜ ⁡ − Y X = − ℜ ⁡ Y X
29 27 28 eqtr3d ⊢ φ → ℜ ⁡ − Y X = − ℜ ⁡ Y X
30 26 fveq2d ⊢ φ → − Y X = − Y X
31 6 absnegd ⊢ φ → − Y X = Y X
32 30 31 eqtr3d ⊢ φ → − Y X = Y X
33 29 32 oveq12d ⊢ φ → ℜ ⁡ − Y X − Y X = − ℜ ⁡ Y X Y X
34 22 25 33 3eqtrd ⊢ φ → cos ⁡ X F − Y = − ℜ ⁡ Y X Y X
35 13 18 34 3eqtr4rd ⊢ φ → cos ⁡ X F − Y = − cos ⁡ X F Y