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

Theorem ipval2 27792
 Description: Expansion of the inner product value ipval 27788. (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 27788 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) / 4))
7 ax-icn 10108 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
81, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27791 . . . . . . . . . 10 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
97, 8mpan2 709 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
10 mulcl 10133 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
117, 9, 10sylancr 698 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
12 neg1cn 11237 . . . . . . . . 9 -1 ∈ ℂ
131, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27791 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -1 ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1412, 13mpan2 709 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1511, 14subcld 10505 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
16 negicn 10395 . . . . . . . . 9 -i ∈ ℂ
171, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27791 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1816, 17mpan2 709 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
19 mulcl 10133 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
207, 18, 19sylancr 698 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
2115, 20negsubd 10511 . . . . . 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 10595 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
2322oveq2d 6781 . . . . . . . 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 10511 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
2523, 24eqtrd 2758 . . . . . . 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 10579 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
277, 18, 26sylancr 698 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
2825, 27oveq12d 6783 . . . . . 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 10576 . . . . . . . . . 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 1524 . . . . . . . . 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 696 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3231oveq1d 6780 . . . . . . 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 10537 . . . . . . 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 2758 . . . . . 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 2768 . . . . 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 27712 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (1𝑆𝐵) = 𝐵)
3736oveq2d 6781 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺𝐵))
3837fveq2d 6308 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝐵)))
3938oveq1d 6780 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
40393adant2 1123 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4140oveq2d 6781 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
421, 2, 3, 4, 5ipval2lem3 27790 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℝ)
4342recnd 10181 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℂ)
4443mulid2d 10171 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4541, 44eqtrd 2758 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4635, 45oveq12d 6783 . . . 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 11837 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
48 df-4 11194 . . . . . 6 4 = (3 + 1)
49 oveq2 6773 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = (i↑4))
50 i4 13082 . . . . . . . 8 (i↑4) = 1
5149, 50syl6eq 2774 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = 1)
5251oveq1d 6780 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (1𝑆𝐵))
5352oveq2d 6781 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 4 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))
5453fveq2d 6308 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))))
5554oveq1d 6780 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))
5651, 55oveq12d 6783 . . . . . 6 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)))
57 nnnn0 11412 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
58 expcl 12993 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
597, 57, 58sylancr 698 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
6059adantl 473 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
611, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 27791 . . . . . . . 8 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ (i↑𝑘) ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6259, 61sylan2 492 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6360, 62mulcld 10173 . . . . . 6 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
64 df-3 11193 . . . . . . 7 3 = (2 + 1)
65 oveq2 6773 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = (i↑3))
66 i3 13081 . . . . . . . . 9 (i↑3) = -i
6765, 66syl6eq 2774 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = -i)
6867oveq1d 6780 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-i𝑆𝐵))
6968oveq2d 6781 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))
7069fveq2d 6308 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵))))
7170oveq1d 6780 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))
7267, 71oveq12d 6783 . . . . . . 7 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
73 df-2 11192 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
74 oveq2 6773 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = (i↑2))
75 i2 13080 . . . . . . . . . 10 (i↑2) = -1
7674, 75syl6eq 2774 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = -1)
7776oveq1d 6780 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-1𝑆𝐵))
7877oveq2d 6781 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))
7978fveq2d 6308 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵))))
8079oveq1d 6780 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
8176, 80oveq12d 6783 . . . . . . . 8 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
82 1z 11520 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℤ
83 oveq2 6773 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = (i↑1))
84 exp1 12981 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ → (i↑1) = i)
857, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (i↑1) = i
8683, 85syl6eq 2774 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = i)
8786oveq1d 6780 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (i𝑆𝐵))
8887oveq2d 6781 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 1 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))
8988fveq2d 6308 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵))))
9089oveq1d 6780 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))
9186, 90oveq12d 6783 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
9291fsum1 14596 . . . . . . . . . 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 698 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
94 1nn 11144 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ
9593, 94jctil 561 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))))
96 eqidd 2725 . . . . . . . 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 14620 . . . . . . 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 2725 . . . . . . 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 14620 . . . . . 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 2725 . . . . . 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 14620 . . . . 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 482 . . . 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 10505 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
1049, 18subcld 10505 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
105 mulcl 10133 . . . . . . 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 698 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) ∈ ℂ)
107103, 106addcomd 10351 . . . . 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 10527 . . . . 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 2761 . . . 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 2768 . . 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 6780 . 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 2758 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 383   ∧ w3a 1072   = wceq 1596   ∈ wcel 2103  ‘cfv 6001  (class class class)co 6765  ℂcc 10047  1c1 10050  ici 10051   + caddc 10052   · cmul 10054   − cmin 10379  -cneg 10380   / cdiv 10797  ℕcn 11133  2c2 11183  3c3 11184  4c4 11185  ℕ0cn0 11405  ℤcz 11490  ...cfz 12440  ↑cexp 12975  Σcsu 14536  NrmCVeccnv 27669   +𝑣 cpv 27670  BaseSetcba 27671   ·𝑠OLD cns 27672  normCVcnmcv 27675  ·𝑖OLDcdip 27785 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1835  ax-4 1850  ax-5 1952  ax-6 2018  ax-7 2054  ax-8 2105  ax-9 2112  ax-10 2132  ax-11 2147  ax-12 2160  ax-13 2355  ax-ext 2704  ax-rep 4879  ax-sep 4889  ax-nul 4897  ax-pow 4948  ax-pr 5011  ax-un 7066  ax-inf2 8651  ax-cnex 10105  ax-resscn 10106  ax-1cn 10107  ax-icn 10108  ax-addcl 10109  ax-addrcl 10110  ax-mulcl 10111  ax-mulrcl 10112  ax-mulcom 10113  ax-addass 10114  ax-mulass 10115  ax-distr 10116  ax-i2m1 10117  ax-1ne0 10118  ax-1rid 10119  ax-rnegex 10120  ax-rrecex 10121  ax-cnre 10122  ax-pre-lttri 10123  ax-pre-lttrn 10124  ax-pre-ltadd 10125  ax-pre-mulgt0 10126  ax-pre-sup 10127 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1599  df-fal 1602  df-ex 1818  df-nf 1823  df-sb 2011  df-eu 2575  df-mo 2576  df-clab 2711  df-cleq 2717  df-clel 2720  df-nfc 2855  df-ne 2897  df-nel 3000  df-ral 3019  df-rex 3020  df-reu 3021  df-rmo 3022  df-rab 3023  df-v 3306  df-sbc 3542  df-csb 3640  df-dif 3683  df-un 3685  df-in 3687  df-ss 3694  df-pss 3696  df-nul 4024  df-if 4195  df-pw 4268  df-sn 4286  df-pr 4288  df-tp 4290  df-op 4292  df-uni 4545  df-int 4584  df-iun 4630  df-br 4761  df-opab 4821  df-mpt 4838  df-tr 4861  df-id 5128  df-eprel 5133  df-po 5139  df-so 5140  df-fr 5177  df-se 5178  df-we 5179  df-xp 5224  df-rel 5225  df-cnv 5226  df-co 5227  df-dm 5228  df-rn 5229  df-res 5230  df-ima 5231  df-pred 5793  df-ord 5839  df-on 5840  df-lim 5841  df-suc 5842  df-iota 5964  df-fun 6003  df-fn 6004  df-f 6005  df-f1 6006  df-fo 6007  df-f1o 6008  df-fv 6009  df-isom 6010  df-riota 6726  df-ov 6768  df-oprab 6769  df-mpt2 6770  df-om 7183  df-1st 7285  df-2nd 7286  df-wrecs 7527  df-recs 7588  df-rdg 7626  df-1o 7680  df-oadd 7684  df-er 7862  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-fin 8076  df-sup 8464  df-oi 8531  df-card 8878  df-pnf 10189  df-mnf 10190  df-xr 10191  df-ltxr 10192  df-le 10193  df-sub 10381  df-neg 10382  df-div 10798  df-nn 11134  df-2 11192  df-3 11193  df-4 11194  df-n0 11406  df-z 11491  df-uz 11801  df-rp 11947  df-fz 12441  df-fzo 12581  df-seq 12917  df-exp 12976  df-hash 13233  df-cj 13959  df-re 13960  df-im 13961  df-sqrt 14095  df-abs 14096  df-clim 14339  df-sum 14537  df-grpo 27577  df-ablo 27629  df-vc 27644  df-nv 27677  df-va 27680  df-ba 27681  df-sm 27682  df-0v 27683  df-nmcv 27685  df-dip 27786 This theorem is referenced by:  4ipval2  27793  ipval3  27794  ipidsq  27795  dipcj  27799  dip0r  27802
 Copyright terms: Public domain W3C validator