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Theorem pilem3

Description: Lemma for pire , pigt2lt4 and sinpi . Existence part. (Contributed by Paul Chapman, 23-Jan-2008) (Proof shortened by Mario Carneiro, 18-Jun-2014) (Revised by AV, 14-Sep-2020) (Proof shortened by BJ, 30-Jun-2022)

Ref Expression
Assertion pilem3 π 2 4 sin π = 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2re 2
2 1 a1i 2
3 4re 4
4 3 a1i 4
5 0red 0
6 2lt4 2 < 4
7 6 a1i 2 < 4
8 iccssre 2 4 2 4
9 1 3 8 mp2an 2 4
10 ax-resscn
11 9 10 sstri 2 4
12 11 a1i 2 4
13 sincn sin : cn
14 13 a1i sin : cn
15 9 sseli y 2 4 y
16 15 resincld y 2 4 sin y
17 16 adantl y 2 4 sin y
18 sin4lt0 sin 4 < 0
19 sincos2sgn 0 < sin 2 cos 2 < 0
20 19 simpli 0 < sin 2
21 18 20 pm3.2i sin 4 < 0 0 < sin 2
22 21 a1i sin 4 < 0 0 < sin 2
23 2 4 5 7 12 14 17 22 ivth2 x 2 4 sin x = 0
24 23 mptru x 2 4 sin x = 0
25 df-pi π = sup + sin -1 0 <
26 inss1 + sin -1 0 +
27 rpssre +
28 26 27 sstri + sin -1 0
29 0re 0
30 26 sseli z + sin -1 0 z +
31 30 rpge0d z + sin -1 0 0 z
32 31 rgen z + sin -1 0 0 z
33 breq1 y = 0 y z 0 z
34 33 ralbidv y = 0 z + sin -1 0 y z z + sin -1 0 0 z
35 34 rspcev 0 z + sin -1 0 0 z y z + sin -1 0 y z
36 29 32 35 mp2an y z + sin -1 0 y z
37 elioore x 2 4 x
38 37 adantr x 2 4 sin x = 0 x
39 0red x 2 4 sin x = 0 0
40 1 a1i x 2 4 sin x = 0 2
41 2pos 0 < 2
42 41 a1i x 2 4 sin x = 0 0 < 2
43 eliooord x 2 4 2 < x x < 4
44 43 simpld x 2 4 2 < x
45 44 adantr x 2 4 sin x = 0 2 < x
46 39 40 38 42 45 lttrd x 2 4 sin x = 0 0 < x
47 38 46 elrpd x 2 4 sin x = 0 x +
48 simpr x 2 4 sin x = 0 sin x = 0
49 pilem1 x + sin -1 0 x + sin x = 0
50 47 48 49 sylanbrc x 2 4 sin x = 0 x + sin -1 0
51 infrelb + sin -1 0 y z + sin -1 0 y z x + sin -1 0 sup + sin -1 0 < x
52 28 36 50 51 mp3an12i x 2 4 sin x = 0 sup + sin -1 0 < x
53 25 52 eqbrtrid x 2 4 sin x = 0 π x
54 simpll x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 x 2 4
55 simpr x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 y + sin -1 0
56 pilem1 y + sin -1 0 y + sin y = 0
57 55 56 sylib x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 y + sin y = 0
58 57 simpld x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 y +
59 simplr x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 sin x = 0
60 57 simprd x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 sin y = 0
61 54 58 59 60 pilem2 x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 π + x 2 y
62 61 ralrimiva x 2 4 sin x = 0 y + sin -1 0 π + x 2 y
63 28 a1i x 2 4 sin x = 0 + sin -1 0
64 50 ne0d x 2 4 sin x = 0 + sin -1 0
65 36 a1i x 2 4 sin x = 0 y z + sin -1 0 y z
66 infrecl + sin -1 0 + sin -1 0 y z + sin -1 0 y z sup + sin -1 0 <
67 28 36 66 mp3an13 + sin -1 0 sup + sin -1 0 <
68 64 67 syl x 2 4 sin x = 0 sup + sin -1 0 <
69 25 68 eqeltrid x 2 4 sin x = 0 π
70 69 38 readdcld x 2 4 sin x = 0 π + x
71 70 rehalfcld x 2 4 sin x = 0 π + x 2
72 infregelb + sin -1 0 + sin -1 0 y z + sin -1 0 y z π + x 2 π + x 2 sup + sin -1 0 < y + sin -1 0 π + x 2 y
73 63 64 65 71 72 syl31anc x 2 4 sin x = 0 π + x 2 sup + sin -1 0 < y + sin -1 0 π + x 2 y
74 62 73 mpbird x 2 4 sin x = 0 π + x 2 sup + sin -1 0 <
75 74 25 breqtrrdi x 2 4 sin x = 0 π + x 2 π
76 69 recnd x 2 4 sin x = 0 π
77 38 recnd x 2 4 sin x = 0 x
78 76 77 addcomd x 2 4 sin x = 0 π + x = x + π
79 78 oveq1d x 2 4 sin x = 0 π + x 2 = x + π 2
80 79 breq1d x 2 4 sin x = 0 π + x 2 π x + π 2 π
81 avgle2 x π x π x + π 2 π
82 38 69 81 syl2anc x 2 4 sin x = 0 x π x + π 2 π
83 80 82 bitr4d x 2 4 sin x = 0 π + x 2 π x π
84 75 83 mpbid x 2 4 sin x = 0 x π
85 69 38 letri3d x 2 4 sin x = 0 π = x π x x π
86 53 84 85 mpbir2and x 2 4 sin x = 0 π = x
87 simpl x 2 4 sin x = 0 x 2 4
88 86 87 eqeltrd x 2 4 sin x = 0 π 2 4
89 86 fveq2d x 2 4 sin x = 0 sin π = sin x
90 89 48 eqtrd x 2 4 sin x = 0 sin π = 0
91 88 90 jca x 2 4 sin x = 0 π 2 4 sin π = 0
92 91 rexlimiva x 2 4 sin x = 0 π 2 4 sin π = 0
93 24 92 ax-mp π 2 4 sin π = 0