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Theorem dvcosax

Description: Derivative exercise: the derivative with respect to x of cos(Ax), given a constant A . (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019)

Ref Expression
Assertion dvcosax ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ cos ⁡ A ⁢ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → A ⁢ x ∈ ℂ
2 eqidd ⊢ A ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x = x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x
3 cosf ⊢ cos : ℂ ⟶ ℂ
4 3 a1i ⊢ A ∈ ℂ → cos : ℂ ⟶ ℂ
5 4 feqmptd ⊢ A ∈ ℂ → cos = y ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ y
6 fveq2 ⊢ y = A ⁢ x → cos ⁡ y = cos ⁡ A ⁢ x
7 1 2 5 6 fmptco ⊢ A ∈ ℂ → cos ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x = x ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ A ⁢ x
8 7 eqcomd ⊢ A ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ A ⁢ x = cos ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x
9 8 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ cos ⁡ A ⁢ x d ℂ x = ℂ D cos ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x
10 cnelprrecn ⊢ ℂ ∈ ℝ ℂ
11 10 a1i ⊢ A ∈ ℂ → ℂ ∈ ℝ ℂ
12 1 fmpttd ⊢ A ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x : ℂ ⟶ ℂ
13 dvcos ⊢ ℂ D cos = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x
14 13 dmeqi ⊢ dom ⁡ cos ℂ ′ = dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x
15 dmmptg ⊢ ∀ x ∈ ℂ − sin ⁡ x ∈ ℂ → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x = ℂ
16 sincl ⊢ x ∈ ℂ → sin ⁡ x ∈ ℂ
17 16 negcld ⊢ x ∈ ℂ → − sin ⁡ x ∈ ℂ
18 15 17 mprg ⊢ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x = ℂ
19 14 18 eqtri ⊢ dom ⁡ cos ℂ ′ = ℂ
20 19 a1i ⊢ A ∈ ℂ → dom ⁡ cos ℂ ′ = ℂ
21 simpl ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → A ∈ ℂ
22 0red ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → 0 ∈ ℝ
23 id ⊢ A ∈ ℂ → A ∈ ℂ
24 11 23 dvmptc ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ A d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ 0
25 simpr ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → x ∈ ℂ
26 1red ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → 1 ∈ ℝ
27 11 dvmptid ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ 1
28 11 21 22 24 25 26 27 dvmptmul ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A
29 28 dmeqd ⊢ A ∈ ℂ → dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A
30 dmmptg ⊢ ∀ x ∈ ℂ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A ∈ V → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A = ℂ
31 ovex ⊢ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A ∈ V
32 31 a1i ⊢ x ∈ ℂ → 0 ⋅ x + 1 ⁢ A ∈ V
33 30 32 mprg ⊢ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A = ℂ
34 29 33 eqtrdi ⊢ A ∈ ℂ → dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = ℂ
35 11 11 4 12 20 34 dvcof ⊢ A ∈ ℂ → ℂ D cos ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x = cos ℂ ′ ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x
36 dvcos ⊢ ℂ D cos = y ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ y
37 36 a1i ⊢ A ∈ ℂ → ℂ D cos = y ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ y
38 fveq2 ⊢ y = A ⁢ x → sin ⁡ y = sin ⁡ A ⁢ x
39 38 negeqd ⊢ y = A ⁢ x → − sin ⁡ y = − sin ⁡ A ⁢ x
40 1 2 37 39 fmptco ⊢ A ∈ ℂ → cos ℂ ′ ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x
41 40 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ → cos ℂ ′ ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x
42 cnex ⊢ ℂ ∈ V
43 42 mptex ⊢ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∈ V
44 ovex ⊢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ∈ V
45 offval3 ⊢ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∈ V ∧ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ∈ V → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⟼ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y
46 43 44 45 mp2an ⊢ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⟼ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y
47 46 a1i ⊢ A ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⟼ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y
48 1 sincld ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → sin ⁡ A ⁢ x ∈ ℂ
49 48 negcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ x ∈ ℂ → − sin ⁡ A ⁢ x ∈ ℂ
50 49 ralrimiva ⊢ A ∈ ℂ → ∀ x ∈ ℂ − sin ⁡ A ⁢ x ∈ ℂ
51 dmmptg ⊢ ∀ x ∈ ℂ − sin ⁡ A ⁢ x ∈ ℂ → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x = ℂ
52 50 51 syl ⊢ A ∈ ℂ → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x = ℂ
53 52 34 ineq12d ⊢ A ∈ ℂ → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = ℂ ∩ ℂ
54 inidm ⊢ ℂ ∩ ℂ = ℂ
55 53 54 eqtrdi ⊢ A ∈ ℂ → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = ℂ
56 simpr ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x → y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x
57 55 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x → dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = ℂ
58 56 57 eleqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x → y ∈ ℂ
59 eqidd ⊢ y ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x
60 oveq2 ⊢ x = y → A ⁢ x = A ⁢ y
61 60 fveq2d ⊢ x = y → sin ⁡ A ⁢ x = sin ⁡ A ⁢ y
62 61 negeqd ⊢ x = y → − sin ⁡ A ⁢ x = − sin ⁡ A ⁢ y
63 62 adantl ⊢ y ∈ ℂ ∧ x = y → − sin ⁡ A ⁢ x = − sin ⁡ A ⁢ y
64 id ⊢ y ∈ ℂ → y ∈ ℂ
65 negex ⊢ − sin ⁡ A ⁢ y ∈ V
66 65 a1i ⊢ y ∈ ℂ → − sin ⁡ A ⁢ y ∈ V
67 59 63 64 66 fvmptd ⊢ y ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y = − sin ⁡ A ⁢ y
68 67 adantl ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y = − sin ⁡ A ⁢ y
69 28 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ 0 ⋅ x + 1 ⁢ A
70 oveq2 ⊢ x = y → 0 ⋅ x = 0 ⋅ y
71 70 oveq1d ⊢ x = y → 0 ⋅ x + 1 ⁢ A = 0 ⋅ y + 1 ⁢ A
72 mul02 ⊢ y ∈ ℂ → 0 ⋅ y = 0
73 mullid ⊢ A ∈ ℂ → 1 ⁢ A = A
74 72 73 oveqan12rd ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → 0 ⋅ y + 1 ⁢ A = 0 + A
75 addlid ⊢ A ∈ ℂ → 0 + A = A
76 75 adantr ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → 0 + A = A
77 74 76 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → 0 ⋅ y + 1 ⁢ A = A
78 71 77 sylan9eqr ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ ∧ x = y → 0 ⋅ x + 1 ⁢ A = A
79 simpr ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → y ∈ ℂ
80 simpl ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → A ∈ ℂ
81 69 78 79 80 fvmptd ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y = A
82 68 81 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y = − sin ⁡ A ⁢ y ⁢ A
83 mulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → A ⁢ y ∈ ℂ
84 83 sincld ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → sin ⁡ A ⁢ y ∈ ℂ
85 84 negcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → − sin ⁡ A ⁢ y ∈ ℂ
86 85 80 mulcomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → − sin ⁡ A ⁢ y ⁢ A = A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y
87 82 86 eqtrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ ℂ → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y = A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y
88 58 87 syldan ⊢ A ∈ ℂ ∧ y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x → x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y = A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y
89 55 88 mpteq12dva ⊢ A ∈ ℂ → y ∈ dom ⁡ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ∩ dom ⁡ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⟼ x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ A ⁢ x ⁡ y ⁢ dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x ⁡ y = y ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y
90 41 47 89 3eqtrd ⊢ A ∈ ℂ → cos ℂ ′ ∘ x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ x × f dx ∈ ℂ A ⁢ x d ℂ x = y ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y
91 9 35 90 3eqtrd ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ cos ⁡ A ⁢ x d ℂ x = y ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y
92 oveq2 ⊢ y = x → A ⁢ y = A ⁢ x
93 92 fveq2d ⊢ y = x → sin ⁡ A ⁢ y = sin ⁡ A ⁢ x
94 93 negeqd ⊢ y = x → − sin ⁡ A ⁢ y = − sin ⁡ A ⁢ x
95 94 oveq2d ⊢ y = x → A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y = A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ x
96 95 cbvmptv ⊢ y ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ y = x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ x
97 91 96 eqtrdi ⊢ A ∈ ℂ → dx ∈ ℂ cos ⁡ A ⁢ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ A ⁢ − sin ⁡ A ⁢ x