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Theorem cncph 22351
Description: The set of complex numbers is an inner product (pre-Hilbert) space. (Contributed by Steve Rodriguez, 28-Apr-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Nov-2013.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
cncph.6  |-  U  = 
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.
Assertion
Ref Expression
cncph  |-  U  e.  CPreHil
OLD

Proof of Theorem cncph
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cncph.6 . 2  |-  U  = 
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.
2 eqid 2442 . . . 4  |-  <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  = 
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.
32cnnv 22199 . . 3  |-  <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  NrmCVec
4 mulm1 9506 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  ( -u 1  x.  y )  =  -u y )
54adantl 454 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( -u 1  x.  y )  =  -u y )
65oveq2d 6126 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  +  (
-u 1  x.  y
) )  =  ( x  +  -u y
) )
7 negsub 9380 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  +  -u y )  =  ( x  -  y ) )
86, 7eqtrd 2474 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  +  (
-u 1  x.  y
) )  =  ( x  -  y ) )
98fveq2d 5761 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) )  =  ( abs `  ( x  -  y ) ) )
109oveq1d 6125 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )
1110oveq2d 6126 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  +  ( -u 1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  (
x  -  y ) ) ^ 2 ) ) )
12 sqabsadd 12118 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( abs `  (
x  +  y ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) )
13 sqabssub 12119 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( abs `  (
x  -  y ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  -  (
2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) )
1412, 13oveq12d 6128 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) )  +  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  -  (
2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) ) )
15 abscl 12114 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  CC  ->  ( abs `  x )  e.  RR )
1615recnd 9145 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  ( abs `  x )  e.  CC )
1716sqcld 11552 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( abs `  x
) ^ 2 )  e.  CC )
18 abscl 12114 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  ( abs `  y )  e.  RR )
1918recnd 9145 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  CC  ->  ( abs `  y )  e.  CC )
2019sqcld 11552 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  CC  ->  (
( abs `  y
) ^ 2 )  e.  CC )
21 addcl 9103 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  e.  CC  /\  (
( abs `  y
) ^ 2 )  e.  CC )  -> 
( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC )
2217, 20, 21syl2an 465 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC )
23 2cn 10101 . . . . . . . . 9  |-  2  e.  CC
24 cjcl 11941 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  (
* `  y )  e.  CC )
25 mulcl 9105 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  CC  /\  ( * `  y
)  e.  CC )  ->  ( x  x.  ( * `  y
) )  e.  CC )
2624, 25sylan2 462 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  x.  (
* `  y )
)  e.  CC )
27 recl 11946 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  x.  ( * `
 y ) )  e.  CC  ->  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) )  e.  RR )
2827recnd 9145 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  x.  ( * `
 y ) )  e.  CC  ->  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) )  e.  CC )
2926, 28syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( Re `  (
x  x.  ( * `
 y ) ) )  e.  CC )
30 mulcl 9105 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  ( Re `  ( x  x.  ( * `  y ) ) )  e.  CC )  -> 
( 2  x.  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) )  e.  CC )
3123, 29, 30sylancr 646 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) )  e.  CC )
3222, 31, 22ppncand 9482 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) )  +  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  -  (
2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) )  =  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) ) ) )
3314, 32eqtrd 2474 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
34 2times 10130 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC  ->  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3534eqcomd 2447 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC  ->  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )  =  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3622, 35syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )  =  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3733, 36eqtrd 2474 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3811, 37eqtrd 2474 . . . 4  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  +  ( -u 1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3938rgen2a 2778 . . 3  |-  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )
40 addex 10641 . . . 4  |-  +  e.  _V
41 mulex 10642 . . . 4  |-  x.  e.  _V
42 absf 12172 . . . . 5  |-  abs : CC
--> RR
43 cnex 9102 . . . . 5  |-  CC  e.  _V
44 fex 5998 . . . . 5  |-  ( ( abs : CC --> RR  /\  CC  e.  _V )  ->  abs  e.  _V )
4542, 43, 44mp2an 655 . . . 4  |-  abs  e.  _V
46 cnaddablo 21969 . . . . . . 7  |-  +  e.  AbelOp
47 ablogrpo 21903 . . . . . . 7  |-  (  +  e.  AbelOp  ->  +  e.  GrpOp )
4846, 47ax-mp 5 . . . . . 6  |-  +  e.  GrpOp
49 ax-addf 9100 . . . . . . 7  |-  +  :
( CC  X.  CC )
--> CC
5049fdmi 5625 . . . . . 6  |-  dom  +  =  ( CC  X.  CC )
5148, 50grporn 21831 . . . . 5  |-  CC  =  ran  +
5251isphg 22349 . . . 4  |-  ( (  +  e.  _V  /\  x.  e.  _V  /\  abs  e.  _V )  ->  ( <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  CPreHil OLD  <->  (
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  (
( ( abs `  (
x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  +  (
-u 1  x.  y
) ) ) ^
2 ) )  =  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) ) ) )
5340, 41, 45, 52mp3an 1280 . . 3  |-  ( <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  CPreHil OLD  <->  ( <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
543, 39, 53mpbir2an 888 . 2  |-  <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  CPreHil
OLD
551, 54eqeltri 2512 1  |-  U  e.  CPreHil
OLD
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1727   A.wral 2711   _Vcvv 2962   <.cop 3841    X. cxp 4905   -->wf 5479   ` cfv 5483  (class class class)co 6110   CCcc 9019   RRcr 9020   1c1 9022    + caddc 9024    x. cmul 9026    - cmin 9322   -ucneg 9323   2c2 10080   ^cexp 11413   *ccj 11932   Recre 11933   abscabs 12070   GrpOpcgr 21805   AbelOpcablo 21900   NrmCVeccnv 22094   CPreHil OLDccphlo 22344
This theorem is referenced by:  elimphu  22353  cnchl  22449
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1668  ax-8 1689  ax-13 1729  ax-14 1731  ax-6 1746  ax-7 1751  ax-11 1763  ax-12 1953  ax-ext 2423  ax-rep 4345  ax-sep 4355  ax-nul 4363  ax-pow 4406  ax-pr 4432  ax-un 4730  ax-cnex 9077  ax-resscn 9078  ax-1cn 9079  ax-icn 9080  ax-addcl 9081  ax-addrcl 9082  ax-mulcl 9083  ax-mulrcl 9084  ax-mulcom 9085  ax-addass 9086  ax-mulass 9087  ax-distr 9088  ax-i2m1 9089  ax-1ne0 9090  ax-1rid 9091  ax-rnegex 9092  ax-rrecex 9093  ax-cnre 9094  ax-pre-lttri 9095  ax-pre-lttrn 9096  ax-pre-ltadd 9097  ax-pre-mulgt0 9098  ax-pre-sup 9099  ax-addf 9100  ax-mulf 9101
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2291  df-mo 2292  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2567  df-ne 2607  df-nel 2608  df-ral 2716  df-rex 2717  df-reu 2718  df-rmo 2719  df-rab 2720  df-v 2964  df-sbc 3168  df-csb 3268  df-dif 3309  df-un 3311  df-in 3313  df-ss 3320  df-pss 3322  df-nul 3614  df-if 3764  df-pw 3825  df-sn 3844  df-pr 3845  df-tp 3846  df-op 3847  df-uni 4040  df-iun 4119  df-br 4238  df-opab 4292  df-mpt 4293  df-tr 4328  df-eprel 4523  df-id 4527  df-po 4532  df-so 4533  df-fr 4570  df-we 4572  df-ord 4613  df-on 4614  df-lim 4615  df-suc 4616  df-om 4875  df-xp 4913  df-rel 4914  df-cnv 4915  df-co 4916  df-dm 4917  df-rn 4918  df-res 4919  df-ima 4920  df-iota 5447  df-fun 5485  df-fn 5486  df-f 5487  df-f1 5488  df-fo 5489  df-f1o 5490  df-fv 5491  df-ov 6113  df-oprab 6114  df-mpt2 6115  df-2nd 6379  df-riota 6578  df-recs 6662  df-rdg 6697  df-er 6934  df-en 7139  df-dom 7140  df-sdom 7141  df-sup 7475  df-pnf 9153  df-mnf 9154  df-xr 9155  df-ltxr 9156  df-le 9157  df-sub 9324  df-neg 9325  df-div 9709  df-nn 10032  df-2 10089  df-3 10090  df-n0 10253  df-z 10314  df-uz 10520  df-rp 10644  df-seq 11355  df-exp 11414  df-cj 11935  df-re 11936  df-im 11937  df-sqr 12071  df-abs 12072  df-grpo 21810  df-gid 21811  df-ablo 21901  df-vc 22056  df-nv 22102  df-ph 22345
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