MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cos2t Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cos2t 15113
Description: Double-angle formula for cosine. (Contributed by Paul Chapman, 24-Jan-2008.)
Assertion
Ref Expression
cos2t (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = ((2 · ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))

Proof of Theorem cos2t
StepHypRef Expression
1 coscl 15062 . . . 4 (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘𝐴) ∈ ℂ)
21sqcld 13212 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ)
3 ax-1cn 10195 . . . 4 1 ∈ ℂ
4 subsub3 10514 . . . 4 ((((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
53, 4mp3an2 1559 . . 3 ((((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
62, 2, 5syl2anc 565 . 2 (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
7 cosadd 15100 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ) → (cos‘(𝐴 + 𝐴)) = (((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)) − ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴))))
87anidms 548 . . . 4 (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(𝐴 + 𝐴)) = (((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)) − ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴))))
9 2times 11346 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → (2 · 𝐴) = (𝐴 + 𝐴))
109fveq2d 6336 . . . 4 (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = (cos‘(𝐴 + 𝐴)))
111sqvald 13211 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → ((cos‘𝐴)↑2) = ((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)))
12 sincl 15061 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → (sin‘𝐴) ∈ ℂ)
1312sqvald 13211 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → ((sin‘𝐴)↑2) = ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴)))
1411, 13oveq12d 6810 . . . 4 (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) − ((sin‘𝐴)↑2)) = (((cos‘𝐴) · (cos‘𝐴)) − ((sin‘𝐴) · (sin‘𝐴))))
158, 10, 143eqtr4d 2814 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = (((cos‘𝐴)↑2) − ((sin‘𝐴)↑2)))
1612sqcld 13212 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℂ → ((sin‘𝐴)↑2) ∈ ℂ)
1716, 2addcomd 10439 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → (((sin‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) = (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)))
18 sincossq 15111 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → (((sin‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) = 1)
1917, 18eqtr3d 2806 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1)
20 subadd 10485 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℂ ∧ ((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ ((sin‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → ((1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2) ↔ (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1))
213, 20mp3an1 1558 . . . . . 6 ((((cos‘𝐴)↑2) ∈ ℂ ∧ ((sin‘𝐴)↑2) ∈ ℂ) → ((1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2) ↔ (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1))
222, 16, 21syl2anc 565 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℂ → ((1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2) ↔ (((cos‘𝐴)↑2) + ((sin‘𝐴)↑2)) = 1))
2319, 22mpbird 247 . . . 4 (𝐴 ∈ ℂ → (1 − ((cos‘𝐴)↑2)) = ((sin‘𝐴)↑2))
2423oveq2d 6808 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))) = (((cos‘𝐴)↑2) − ((sin‘𝐴)↑2)))
2515, 24eqtr4d 2807 . 2 (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = (((cos‘𝐴)↑2) − (1 − ((cos‘𝐴)↑2))))
2622timesd 11476 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (2 · ((cos‘𝐴)↑2)) = (((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)))
2726oveq1d 6807 . 2 (𝐴 ∈ ℂ → ((2 · ((cos‘𝐴)↑2)) − 1) = ((((cos‘𝐴)↑2) + ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
286, 25, 273eqtr4d 2814 1 (𝐴 ∈ ℂ → (cos‘(2 · 𝐴)) = ((2 · ((cos‘𝐴)↑2)) − 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196   = wceq 1630  wcel 2144  cfv 6031  (class class class)co 6792  cc 10135  1c1 10138   + caddc 10140   · cmul 10142  cmin 10467  2c2 11271  cexp 13066  sincsin 14999  cosccos 15000
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-inf2 8701  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215  ax-addf 10216  ax-mulf 10217
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-fal 1636  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-oadd 7716  df-er 7895  df-pm 8011  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-sup 8503  df-inf 8504  df-oi 8570  df-card 8964  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-n0 11494  df-z 11579  df-uz 11888  df-rp 12035  df-ico 12385  df-fz 12533  df-fzo 12673  df-fl 12800  df-seq 13008  df-exp 13067  df-fac 13264  df-bc 13293  df-hash 13321  df-shft 14014  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-limsup 14409  df-clim 14426  df-rlim 14427  df-sum 14624  df-ef 15003  df-sin 15005  df-cos 15006
This theorem is referenced by:  cos2tsin  15114  cos2bnd  15123  cospi  24444  cos2pi  24448  tangtx  24477  coskpi  24492  sin2h  33725  cos2h  33726
  Copyright terms: Public domain W3C validator