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Theorem tanregt0

Description: The real part of the tangent of a complex number with real part in the open interval ( 0 (,) ( _pi / 2 ) ) is positive. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Apr-2015)

Ref Expression
Assertion tanregt0 A A 0 π 2 0 < tan A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ax-1cn 1
2 recl A A
3 2 adantr A A 0 π 2 A
4 3 recnd A A 0 π 2 A
5 3 rered A A 0 π 2 A = A
6 neghalfpire π 2
7 6 rexri π 2 *
8 0re 0
9 pirp π +
10 rphalfcl π + π 2 +
11 rpgt0 π 2 + 0 < π 2
12 9 10 11 mp2b 0 < π 2
13 halfpire π 2
14 lt0neg2 π 2 0 < π 2 π 2 < 0
15 13 14 ax-mp 0 < π 2 π 2 < 0
16 12 15 mpbi π 2 < 0
17 6 8 16 ltleii π 2 0
18 iooss1 π 2 * π 2 0 0 π 2 π 2 π 2
19 7 17 18 mp2an 0 π 2 π 2 π 2
20 simpr A A 0 π 2 A 0 π 2
21 19 20 sselid A A 0 π 2 A π 2 π 2
22 5 21 eqeltrd A A 0 π 2 A π 2 π 2
23 cosne0 A A π 2 π 2 cos A 0
24 4 22 23 syl2anc A A 0 π 2 cos A 0
25 4 24 tancld A A 0 π 2 tan A
26 ax-icn i
27 imcl A A
28 27 adantr A A 0 π 2 A
29 28 recnd A A 0 π 2 A
30 mulcl i A i A
31 26 29 30 sylancr A A 0 π 2 i A
32 rpcoshcl A cos i A +
33 28 32 syl A A 0 π 2 cos i A +
34 33 rpne0d A A 0 π 2 cos i A 0
35 31 34 tancld A A 0 π 2 tan i A
36 25 35 mulcld A A 0 π 2 tan A tan i A
37 subcl 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A
38 1 36 37 sylancr A A 0 π 2 1 tan A tan i A
39 replim A A = A + i A
40 39 adantr A A 0 π 2 A = A + i A
41 40 fveq2d A A 0 π 2 cos A = cos A + i A
42 cosne0 A A π 2 π 2 cos A 0
43 21 42 syldan A A 0 π 2 cos A 0
44 41 43 eqnetrrd A A 0 π 2 cos A + i A 0
45 tanaddlem A i A cos A 0 cos i A 0 cos A + i A 0 tan A tan i A 1
46 4 31 24 34 45 syl22anc A A 0 π 2 cos A + i A 0 tan A tan i A 1
47 44 46 mpbid A A 0 π 2 tan A tan i A 1
48 47 necomd A A 0 π 2 1 tan A tan i A
49 subeq0 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A = 0 1 = tan A tan i A
50 49 necon3bid 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A 0 1 tan A tan i A
51 1 36 50 sylancr A A 0 π 2 1 tan A tan i A 0 1 tan A tan i A
52 48 51 mpbird A A 0 π 2 1 tan A tan i A 0
53 38 52 absrpcld A A 0 π 2 1 tan A tan i A +
54 2z 2
55 rpexpcl 1 tan A tan i A + 2 1 tan A tan i A 2 +
56 53 54 55 sylancl A A 0 π 2 1 tan A tan i A 2 +
57 56 rprecred A A 0 π 2 1 1 tan A tan i A 2
58 38 cjcld A A 0 π 2 1 tan A tan i A
59 25 35 addcld A A 0 π 2 tan A + tan i A
60 58 59 mulcld A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
61 60 recld A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
62 56 rpreccld A A 0 π 2 1 1 tan A tan i A 2 +
63 62 rpgt0d A A 0 π 2 0 < 1 1 tan A tan i A 2
64 3 24 retancld A A 0 π 2 tan A
65 1re 1
66 retanhcl A tan i A i
67 28 66 syl A A 0 π 2 tan i A i
68 67 resqcld A A 0 π 2 tan i A i 2
69 resubcl 1 tan i A i 2 1 tan i A i 2
70 65 68 69 sylancr A A 0 π 2 1 tan i A i 2
71 tanrpcl A 0 π 2 tan A +
72 71 adantl A A 0 π 2 tan A +
73 72 rpgt0d A A 0 π 2 0 < tan A
74 absresq tan i A i tan i A i 2 = tan i A i 2
75 67 74 syl A A 0 π 2 tan i A i 2 = tan i A i 2
76 tanhbnd A tan i A i 1 1
77 28 76 syl A A 0 π 2 tan i A i 1 1
78 eliooord tan i A i 1 1 1 < tan i A i tan i A i < 1
79 77 78 syl A A 0 π 2 1 < tan i A i tan i A i < 1
80 abslt tan i A i 1 tan i A i < 1 1 < tan i A i tan i A i < 1
81 67 65 80 sylancl A A 0 π 2 tan i A i < 1 1 < tan i A i tan i A i < 1
82 79 81 mpbird A A 0 π 2 tan i A i < 1
83 67 recnd A A 0 π 2 tan i A i
84 83 abscld A A 0 π 2 tan i A i
85 65 a1i A A 0 π 2 1
86 83 absge0d A A 0 π 2 0 tan i A i
87 0le1 0 1
88 87 a1i A A 0 π 2 0 1
89 84 85 86 88 lt2sqd A A 0 π 2 tan i A i < 1 tan i A i 2 < 1 2
90 82 89 mpbid A A 0 π 2 tan i A i 2 < 1 2
91 sq1 1 2 = 1
92 90 91 breqtrdi A A 0 π 2 tan i A i 2 < 1
93 75 92 eqbrtrrd A A 0 π 2 tan i A i 2 < 1
94 posdif tan i A i 2 1 tan i A i 2 < 1 0 < 1 tan i A i 2
95 68 65 94 sylancl A A 0 π 2 tan i A i 2 < 1 0 < 1 tan i A i 2
96 93 95 mpbid A A 0 π 2 0 < 1 tan i A i 2
97 64 70 73 96 mulgt0d A A 0 π 2 0 < tan A 1 tan i A i 2
98 38 recjd A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
99 resub 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
100 1 36 99 sylancr A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
101 re1 1 = 1
102 101 oveq1i 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
103 64 35 remul2d A A 0 π 2 tan A tan i A = tan A tan i A
104 negicn i
105 104 a1i A A 0 π 2 i
106 ine0 i 0
107 26 106 negne0i i 0
108 107 a1i A A 0 π 2 i 0
109 35 105 108 divcld A A 0 π 2 tan i A i
110 imre tan i A i tan i A i = i tan i A i
111 109 110 syl A A 0 π 2 tan i A i = i tan i A i
112 26 a1i A A 0 π 2 i
113 106 a1i A A 0 π 2 i 0
114 35 112 113 divneg2d A A 0 π 2 tan i A i = tan i A i
115 67 renegcld A A 0 π 2 tan i A i
116 114 115 eqeltrrd A A 0 π 2 tan i A i
117 116 reim0d A A 0 π 2 tan i A i = 0
118 35 105 108 divcan2d A A 0 π 2 i tan i A i = tan i A
119 118 fveq2d A A 0 π 2 i tan i A i = tan i A
120 111 117 119 3eqtr3rd A A 0 π 2 tan i A = 0
121 120 oveq2d A A 0 π 2 tan A tan i A = tan A 0
122 25 mul01d A A 0 π 2 tan A 0 = 0
123 103 121 122 3eqtrd A A 0 π 2 tan A tan i A = 0
124 123 oveq2d A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1 0
125 1m0e1 1 0 = 1
126 124 125 eqtrdi A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1
127 102 126 syl5eq A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1
128 98 100 127 3eqtrd A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1
129 35 112 113 divcan2d A A 0 π 2 i tan i A i = tan i A
130 129 oveq2d A A 0 π 2 tan A + i tan i A i = tan A + tan i A
131 130 fveq2d A A 0 π 2 tan A + i tan i A i = tan A + tan i A
132 64 67 crred A A 0 π 2 tan A + i tan i A i = tan A
133 131 132 eqtr3d A A 0 π 2 tan A + tan i A = tan A
134 128 133 oveq12d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = 1 tan A
135 mulcom 1 tan A 1 tan A = tan A 1
136 1 25 135 sylancr A A 0 π 2 1 tan A = tan A 1
137 134 136 eqtrd A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = tan A 1
138 25 83 83 mulassd A A 0 π 2 tan A tan i A i tan i A i = tan A tan i A i tan i A i
139 38 imcjd A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
140 imsub 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
141 1 36 140 sylancr A A 0 π 2 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A
142 im1 1 = 0
143 142 oveq1i 1 tan A tan i A = 0 tan A tan i A
144 df-neg tan A tan i A = 0 tan A tan i A
145 143 144 eqtr4i 1 tan A tan i A = tan A tan i A
146 64 35 immul2d A A 0 π 2 tan A tan i A = tan A tan i A
147 imval tan i A tan i A = tan i A i
148 35 147 syl A A 0 π 2 tan i A = tan i A i
149 67 rered A A 0 π 2 tan i A i = tan i A i
150 148 149 eqtrd A A 0 π 2 tan i A = tan i A i
151 150 oveq2d A A 0 π 2 tan A tan i A = tan A tan i A i
152 146 151 eqtrd A A 0 π 2 tan A tan i A = tan A tan i A i
153 152 negeqd A A 0 π 2 tan A tan i A = tan A tan i A i
154 145 153 syl5eq A A 0 π 2 1 tan A tan i A = tan A tan i A i
155 141 154 eqtrd A A 0 π 2 1 tan A tan i A = tan A tan i A i
156 155 negeqd A A 0 π 2 1 tan A tan i A = tan A tan i A i
157 64 67 remulcld A A 0 π 2 tan A tan i A i
158 157 recnd A A 0 π 2 tan A tan i A i
159 158 negnegd A A 0 π 2 tan A tan i A i = tan A tan i A i
160 139 156 159 3eqtrd A A 0 π 2 1 tan A tan i A = tan A tan i A i
161 130 fveq2d A A 0 π 2 tan A + i tan i A i = tan A + tan i A
162 64 67 crimd A A 0 π 2 tan A + i tan i A i = tan i A i
163 161 162 eqtr3d A A 0 π 2 tan A + tan i A = tan i A i
164 160 163 oveq12d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = tan A tan i A i tan i A i
165 83 sqvald A A 0 π 2 tan i A i 2 = tan i A i tan i A i
166 165 oveq2d A A 0 π 2 tan A tan i A i 2 = tan A tan i A i tan i A i
167 138 164 166 3eqtr4d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = tan A tan i A i 2
168 137 167 oveq12d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A 1 tan A tan i A tan A + tan i A = tan A 1 tan A tan i A i 2
169 58 59 remuld A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = 1 tan A tan i A tan A + tan i A 1 tan A tan i A tan A + tan i A
170 1 a1i A A 0 π 2 1
171 83 sqcld A A 0 π 2 tan i A i 2
172 25 170 171 subdid A A 0 π 2 tan A 1 tan i A i 2 = tan A 1 tan A tan i A i 2
173 168 169 172 3eqtr4d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = tan A 1 tan i A i 2
174 97 173 breqtrrd A A 0 π 2 0 < 1 tan A tan i A tan A + tan i A
175 57 61 63 174 mulgt0d A A 0 π 2 0 < 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
176 40 fveq2d A A 0 π 2 tan A = tan A + i A
177 tanadd A i A cos A 0 cos i A 0 cos A + i A 0 tan A + i A = tan A + tan i A 1 tan A tan i A
178 4 31 24 34 44 177 syl23anc A A 0 π 2 tan A + i A = tan A + tan i A 1 tan A tan i A
179 recval 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A 0 1 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A 2
180 38 52 179 syl2anc A A 0 π 2 1 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A 2
181 180 oveq1d A A 0 π 2 1 1 tan A tan i A tan A + tan i A = 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A 2 tan A + tan i A
182 59 38 52 divrec2d A A 0 π 2 tan A + tan i A 1 tan A tan i A = 1 1 tan A tan i A tan A + tan i A
183 38 abscld A A 0 π 2 1 tan A tan i A
184 183 resqcld A A 0 π 2 1 tan A tan i A 2
185 184 recnd A A 0 π 2 1 tan A tan i A 2
186 56 rpne0d A A 0 π 2 1 tan A tan i A 2 0
187 58 59 185 186 div23d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A 1 tan A tan i A 2 = 1 tan A tan i A 1 tan A tan i A 2 tan A + tan i A
188 181 182 187 3eqtr4d A A 0 π 2 tan A + tan i A 1 tan A tan i A = 1 tan A tan i A tan A + tan i A 1 tan A tan i A 2
189 176 178 188 3eqtrd A A 0 π 2 tan A = 1 tan A tan i A tan A + tan i A 1 tan A tan i A 2
190 60 185 186 divrec2d A A 0 π 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A 1 tan A tan i A 2 = 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
191 189 190 eqtrd A A 0 π 2 tan A = 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
192 191 fveq2d A A 0 π 2 tan A = 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
193 57 60 remul2d A A 0 π 2 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A = 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
194 192 193 eqtrd A A 0 π 2 tan A = 1 1 tan A tan i A 2 1 tan A tan i A tan A + tan i A
195 175 194 breqtrrd A A 0 π 2 0 < tan A