MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ipval2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ipval2 27408
Description: Expansion of the inner product value ipval 27404. (Contributed by NM, 31-Jan-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 5-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
dipfval.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
dipfval.2 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
dipfval.4 𝑆 = ( ·𝑠OLD𝑈)
dipfval.6 𝑁 = (normCV𝑈)
dipfval.7 𝑃 = (·𝑖OLD𝑈)
Assertion
Ref Expression
ipval2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) / 4))

Proof of Theorem ipval2
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dipfval.1 . . 3 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
2 dipfval.2 . . 3 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
3 dipfval.4 . . 3 𝑆 = ( ·𝑠OLD𝑈)
4 dipfval.6 . . 3 𝑁 = (normCV𝑈)
5 dipfval.7 . . 3 𝑃 = (·𝑖OLD𝑈)
61, 2, 3, 4, 5ipval 27404 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) / 4))
7 ax-icn 9939 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
81, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27407 . . . . . . . . . 10 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
97, 8mpan2 706 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
10 mulcl 9964 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
117, 9, 10sylancr 694 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
12 neg1cn 11068 . . . . . . . . 9 -1 ∈ ℂ
131, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27407 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -1 ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1412, 13mpan2 706 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1511, 14subcld 10336 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
16 negicn 10226 . . . . . . . . 9 -i ∈ ℂ
171, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27407 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1816, 17mpan2 706 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
19 mulcl 9964 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
207, 18, 19sylancr 694 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
2115, 20negsubd 10342 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
2214mulm1d 10426 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
2322oveq2d 6620 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
2411, 14negsubd 10342 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
2523, 24eqtrd 2655 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
26 mulneg1 10410 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
277, 18, 26sylancr 694 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
2825, 27oveq12d 6622 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
29 subdi 10407 . . . . . . . . . 10 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
307, 29mp3an1 1408 . . . . . . . . 9 ((((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
319, 18, 30syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3231oveq1d 6619 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
3311, 20, 14sub32d 10368 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3432, 33eqtrd 2655 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3521, 28, 343eqtr4d 2665 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
361, 3nvsid 27328 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (1𝑆𝐵) = 𝐵)
3736oveq2d 6620 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺𝐵))
3837fveq2d 6152 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝐵)))
3938oveq1d 6619 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
40393adant2 1078 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4140oveq2d 6620 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
421, 2, 3, 4, 5ipval2lem3 27406 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℝ)
4342recnd 10012 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℂ)
4443mulid2d 10002 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4541, 44eqtrd 2655 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4635, 45oveq12d 6622 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
47 nnuz 11667 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
48 df-4 11025 . . . . . 6 4 = (3 + 1)
49 oveq2 6612 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = (i↑4))
50 i4 12907 . . . . . . . 8 (i↑4) = 1
5149, 50syl6eq 2671 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = 1)
5251oveq1d 6619 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (1𝑆𝐵))
5352oveq2d 6620 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 4 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))
5453fveq2d 6152 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))))
5554oveq1d 6619 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))
5651, 55oveq12d 6622 . . . . . 6 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)))
57 nnnn0 11243 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
58 expcl 12818 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
597, 57, 58sylancr 694 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
6059adantl 482 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
611, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27407 . . . . . . . 8 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ (i↑𝑘) ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6259, 61sylan2 491 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6360, 62mulcld 10004 . . . . . 6 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
64 df-3 11024 . . . . . . 7 3 = (2 + 1)
65 oveq2 6612 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = (i↑3))
66 i3 12906 . . . . . . . . 9 (i↑3) = -i
6765, 66syl6eq 2671 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = -i)
6867oveq1d 6619 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-i𝑆𝐵))
6968oveq2d 6620 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))
7069fveq2d 6152 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵))))
7170oveq1d 6619 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))
7267, 71oveq12d 6622 . . . . . . 7 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
73 df-2 11023 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
74 oveq2 6612 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = (i↑2))
75 i2 12905 . . . . . . . . . 10 (i↑2) = -1
7674, 75syl6eq 2671 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = -1)
7776oveq1d 6619 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-1𝑆𝐵))
7877oveq2d 6620 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))
7978fveq2d 6152 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵))))
8079oveq1d 6619 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
8176, 80oveq12d 6622 . . . . . . . 8 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
82 1z 11351 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℤ
83 oveq2 6612 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = (i↑1))
84 exp1 12806 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ → (i↑1) = i)
857, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (i↑1) = i
8683, 85syl6eq 2671 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = i)
8786oveq1d 6619 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (i𝑆𝐵))
8887oveq2d 6620 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 1 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))
8988fveq2d 6152 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵))))
9089oveq1d 6619 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))
9186, 90oveq12d 6622 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
9291fsum1 14406 . . . . . . . . . 10 ((1 ∈ ℤ ∧ (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
9382, 11, 92sylancr 694 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
94 1nn 10975 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ
9593, 94jctil 559 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))))
96 eqidd 2622 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))))
9747, 73, 81, 63, 95, 96fsump1i 14428 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (2 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...2)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))))
98 eqidd 2622 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
9947, 64, 72, 63, 97, 98fsump1i 14428 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (3 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...3)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))))
100 eqidd 2622 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))) = ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))))
10147, 48, 56, 63, 99, 100fsump1i 14428 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (4 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)))))
102101simprd 479 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))))
10343, 14subcld 10336 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
1049, 18subcld 10336 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
105 mulcl 9964 . . . . . . 7 ((i ∈ ℂ ∧ (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) ∈ ℂ)
1067, 104, 105sylancr 694 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) ∈ ℂ)
107103, 106addcomd 10182 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) = ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))))
108106, 14, 43subadd23d 10358 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)) = ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))))
109107, 108eqtr4d 2658 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) = (((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
11046, 102, 1093eqtr4d 2665 . . 3 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))))
111110oveq1d 6619 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) / 4) = (((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) / 4))
1126, 111eqtrd 2655 1 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) / 4))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  cfv 5847  (class class class)co 6604  cc 9878  1c1 9881  ici 9882   + caddc 9883   · cmul 9885  cmin 10210  -cneg 10211   / cdiv 10628  cn 10964  2c2 11014  3c3 11015  4c4 11016  0cn0 11236  cz 11321  ...cfz 12268  cexp 12800  Σcsu 14350  NrmCVeccnv 27285   +𝑣 cpv 27286  BaseSetcba 27287   ·𝑠OLD cns 27288  normCVcnmcv 27291  ·𝑖OLDcdip 27401
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-oadd 7509  df-er 7687  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-sup 8292  df-oi 8359  df-card 8709  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-rp 11777  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-seq 12742  df-exp 12801  df-hash 13058  df-cj 13773  df-re 13774  df-im 13775  df-sqrt 13909  df-abs 13910  df-clim 14153  df-sum 14351  df-grpo 27193  df-ablo 27245  df-vc 27260  df-nv 27293  df-va 27296  df-ba 27297  df-sm 27298  df-0v 27299  df-nmcv 27301  df-dip 27402
This theorem is referenced by:  4ipval2  27409  ipval3  27410  ipidsq  27411  dipcj  27415  dip0r  27418
  Copyright terms: Public domain W3C validator