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Theorem resinf1o

Description: The sine function is a bijection when restricted to its principal domain. (Contributed by Mario Carneiro, 12-May-2014)

Ref Expression
Assertion resinf1o sin π 2 π 2 : π 2 π 2 1-1 onto 1 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 recosf1o cos 0 π : 0 π 1-1 onto 1 1
2 eqid x π 2 π 2 π 2 x = x π 2 π 2 π 2 x
3 halfpire π 2
4 neghalfpire π 2
5 iccssre π 2 π 2 π 2 π 2
6 4 3 5 mp2an π 2 π 2
7 6 sseli x π 2 π 2 x
8 resubcl π 2 x π 2 x
9 3 7 8 sylancr x π 2 π 2 π 2 x
10 4 3 elicc2i x π 2 π 2 x π 2 x x π 2
11 10 simp3bi x π 2 π 2 x π 2
12 subge0 π 2 x 0 π 2 x x π 2
13 3 7 12 sylancr x π 2 π 2 0 π 2 x x π 2
14 11 13 mpbird x π 2 π 2 0 π 2 x
15 3 recni π 2
16 picn π
17 15 negcli π 2
18 16 15 negsubi π + π 2 = π π 2
19 pidiv2halves π 2 + π 2 = π
20 16 15 15 19 subaddrii π π 2 = π 2
21 18 20 eqtri π + π 2 = π 2
22 15 16 17 21 subaddrii π 2 π = π 2
23 10 simp2bi x π 2 π 2 π 2 x
24 22 23 eqbrtrid x π 2 π 2 π 2 π x
25 pire π
26 suble π 2 π x π 2 π x π 2 x π
27 3 25 7 26 mp3an12i x π 2 π 2 π 2 π x π 2 x π
28 24 27 mpbid x π 2 π 2 π 2 x π
29 0re 0
30 29 25 elicc2i π 2 x 0 π π 2 x 0 π 2 x π 2 x π
31 9 14 28 30 syl3anbrc x π 2 π 2 π 2 x 0 π
32 31 adantl x π 2 π 2 π 2 x 0 π
33 29 25 elicc2i y 0 π y 0 y y π
34 33 simp1bi y 0 π y
35 resubcl π 2 y π 2 y
36 3 34 35 sylancr y 0 π π 2 y
37 33 simp3bi y 0 π y π
38 15 15 subnegi π 2 π 2 = π 2 + π 2
39 38 19 eqtri π 2 π 2 = π
40 37 39 breqtrrdi y 0 π y π 2 π 2
41 lesub y π 2 π 2 y π 2 π 2 π 2 π 2 y
42 3 4 41 mp3an23 y y π 2 π 2 π 2 π 2 y
43 34 42 syl y 0 π y π 2 π 2 π 2 π 2 y
44 40 43 mpbid y 0 π π 2 π 2 y
45 15 subidi π 2 π 2 = 0
46 33 simp2bi y 0 π 0 y
47 45 46 eqbrtrid y 0 π π 2 π 2 y
48 suble π 2 π 2 y π 2 π 2 y π 2 y π 2
49 3 3 34 48 mp3an12i y 0 π π 2 π 2 y π 2 y π 2
50 47 49 mpbid y 0 π π 2 y π 2
51 4 3 elicc2i π 2 y π 2 π 2 π 2 y π 2 π 2 y π 2 y π 2
52 36 44 50 51 syl3anbrc y 0 π π 2 y π 2 π 2
53 52 adantl y 0 π π 2 y π 2 π 2
54 iccssre 0 π 0 π
55 29 25 54 mp2an 0 π
56 ax-resscn
57 55 56 sstri 0 π
58 57 sseli y 0 π y
59 6 56 sstri π 2 π 2
60 59 sseli x π 2 π 2 x
61 subsub23 π 2 y x π 2 y = x π 2 x = y
62 15 61 mp3an1 y x π 2 y = x π 2 x = y
63 58 60 62 syl2anr x π 2 π 2 y 0 π π 2 y = x π 2 x = y
64 63 adantl x π 2 π 2 y 0 π π 2 y = x π 2 x = y
65 eqcom x = π 2 y π 2 y = x
66 eqcom y = π 2 x π 2 x = y
67 64 65 66 3bitr4g x π 2 π 2 y 0 π x = π 2 y y = π 2 x
68 2 32 53 67 f1o2d x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 0 π
69 68 mptru x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 0 π
70 f1oco cos 0 π : 0 π 1-1 onto 1 1 x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 0 π cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 1 1
71 1 69 70 mp2an cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 1 1
72 cosf cos :
73 ffn cos : cos Fn
74 72 73 ax-mp cos Fn
75 fnssres cos Fn 0 π cos 0 π Fn 0 π
76 74 57 75 mp2an cos 0 π Fn 0 π
77 2 31 fmpti x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 0 π
78 fnfco cos 0 π Fn 0 π x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 0 π cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x Fn π 2 π 2
79 76 77 78 mp2an cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x Fn π 2 π 2
80 sinf sin :
81 ffn sin : sin Fn
82 80 81 ax-mp sin Fn
83 fnssres sin Fn π 2 π 2 sin π 2 π 2 Fn π 2 π 2
84 82 59 83 mp2an sin π 2 π 2 Fn π 2 π 2
85 eqfnfv cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x Fn π 2 π 2 sin π 2 π 2 Fn π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x = sin π 2 π 2 y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = sin π 2 π 2 y
86 79 84 85 mp2an cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x = sin π 2 π 2 y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = sin π 2 π 2 y
87 77 ffvelrni y π 2 π 2 x π 2 π 2 π 2 x y 0 π
88 87 fvresd y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = cos x π 2 π 2 π 2 x y
89 oveq2 x = y π 2 x = π 2 y
90 ovex π 2 y V
91 89 2 90 fvmpt y π 2 π 2 x π 2 π 2 π 2 x y = π 2 y
92 91 fveq2d y π 2 π 2 cos x π 2 π 2 π 2 x y = cos π 2 y
93 59 sseli y π 2 π 2 y
94 coshalfpim y cos π 2 y = sin y
95 93 94 syl y π 2 π 2 cos π 2 y = sin y
96 88 92 95 3eqtrd y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = sin y
97 fvco3 x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 0 π y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y
98 77 97 mpan y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y
99 fvres y π 2 π 2 sin π 2 π 2 y = sin y
100 96 98 99 3eqtr4d y π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x y = sin π 2 π 2 y
101 86 100 mprgbir cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x = sin π 2 π 2
102 f1oeq1 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x = sin π 2 π 2 cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 1 1 sin π 2 π 2 : π 2 π 2 1-1 onto 1 1
103 101 102 ax-mp cos 0 π x π 2 π 2 π 2 x : π 2 π 2 1-1 onto 1 1 sin π 2 π 2 : π 2 π 2 1-1 onto 1 1
104 71 103 mpbi sin π 2 π 2 : π 2 π 2 1-1 onto 1 1