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Theorem abstri 10827
Description: Triangle inequality for absolute value. Proposition 10-3.7(h) of [Gleason] p. 133. (Contributed by NM, 7-Mar-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 29-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
abstri  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  +  B )
)  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) )

Proof of Theorem abstri
StepHypRef Expression
1 2re 8750 . . . . . 6  |-  2  e.  RR
21a1i 9 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  2  e.  RR )
3 simpl 108 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  A  e.  CC )
4 simpr 109 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  B  e.  CC )
54cjcld 10663 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( * `  B
)  e.  CC )
63, 5mulcld 7750 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A  x.  (
* `  B )
)  e.  CC )
76recld 10661 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( Re `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  e.  RR )
82, 7remulcld 7760 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
Re `  ( A  x.  ( * `  B
) ) ) )  e.  RR )
9 abscl 10774 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  CC  ->  ( abs `  A )  e.  RR )
103, 9syl 14 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  A
)  e.  RR )
11 abscl 10774 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  CC  ->  ( abs `  B )  e.  RR )
124, 11syl 14 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  B
)  e.  RR )
1310, 12remulcld 7760 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) )  e.  RR )
142, 13remulcld 7760 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) )  e.  RR )
1510resqcld 10401 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
) ^ 2 )  e.  RR )
1612resqcld 10401 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  B
) ^ 2 )  e.  RR )
1715, 16readdcld 7759 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  A ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  e.  RR )
18 releabs 10819 . . . . . . 7  |-  ( ( A  x.  ( * `
 B ) )  e.  CC  ->  (
Re `  ( A  x.  ( * `  B
) ) )  <_ 
( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) ) )
196, 18syl 14 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( Re `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  <_  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) ) )
20 absmul 10792 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( * `  B
)  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  =  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  ( * `  B ) ) ) )
213, 5, 20syl2anc 406 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  =  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  ( * `  B ) ) ) )
22 abscj 10775 . . . . . . . . 9  |-  ( B  e.  CC  ->  ( abs `  ( * `  B ) )  =  ( abs `  B
) )
234, 22syl 14 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  (
* `  B )
)  =  ( abs `  B ) )
2423oveq2d 5756 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  ( * `  B
) ) )  =  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) )
2521, 24eqtrd 2148 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  =  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B ) ) )
2619, 25breqtrd 3922 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( Re `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  <_  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B ) ) )
27 2rp 9398 . . . . . . 7  |-  2  e.  RR+
2827a1i 9 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  2  e.  RR+ )
297, 13, 28lemul2d 9479 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( Re `  ( A  x.  (
* `  B )
) )  <_  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) )  <->  ( 2  x.  ( Re `  ( A  x.  (
* `  B )
) ) )  <_ 
( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) ) )
3026, 29mpbid 146 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
Re `  ( A  x.  ( * `  B
) ) ) )  <_  ( 2  x.  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )
318, 14, 17, 30leadd2dd 8285 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( ( abs `  A ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B
) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re `  ( A  x.  (
* `  B )
) ) ) )  <_  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B
) ) ) ) )
32 sqabsadd 10778 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  ( A  +  B )
) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( A  x.  ( * `  B
) ) ) ) ) )
3310recnd 7758 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  A
)  e.  CC )
3412recnd 7758 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  B
)  e.  CC )
35 binom2 10354 . . . . 5  |-  ( ( ( abs `  A
)  e.  CC  /\  ( abs `  B )  e.  CC )  -> 
( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) ) )
3633, 34, 35syl2anc 406 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) ) )
3715recnd 7758 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
) ^ 2 )  e.  CC )
3814recnd 7758 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) )  e.  CC )
3916recnd 7758 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  B
) ^ 2 )  e.  CC )
4037, 38, 39add32d 7894 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( ( abs `  A ) ^ 2 )  +  ( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B
) ) ) ) )
4136, 40eqtrd 2148 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B
) ) ) ) )
4231, 32, 413brtr4d 3928 . 2  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  ( A  +  B )
) ^ 2 )  <_  ( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) ^ 2 ) )
43 addcl 7709 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A  +  B
)  e.  CC )
44 abscl 10774 . . . 4  |-  ( ( A  +  B )  e.  CC  ->  ( abs `  ( A  +  B ) )  e.  RR )
4543, 44syl 14 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  +  B )
)  e.  RR )
4610, 12readdcld 7759 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
)  +  ( abs `  B ) )  e.  RR )
47 absge0 10783 . . . 4  |-  ( ( A  +  B )  e.  CC  ->  0  <_  ( abs `  ( A  +  B )
) )
4843, 47syl 14 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( abs `  ( A  +  B
) ) )
49 absge0 10783 . . . . 5  |-  ( A  e.  CC  ->  0  <_  ( abs `  A
) )
503, 49syl 14 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( abs `  A ) )
51 absge0 10783 . . . . 5  |-  ( B  e.  CC  ->  0  <_  ( abs `  B
) )
524, 51syl 14 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( abs `  B ) )
5310, 12, 50, 52addge0d 8247 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) )
5445, 46, 48, 53le2sqd 10407 . 2  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  ( A  +  B )
)  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) )  <->  ( ( abs `  ( A  +  B ) ) ^
2 )  <_  (
( ( abs `  A
)  +  ( abs `  B ) ) ^
2 ) ) )
5542, 54mpbird 166 1  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  +  B )
)  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    = wceq 1314    e. wcel 1463   class class class wbr 3897   ` cfv 5091  (class class class)co 5740   CCcc 7582   RRcr 7583   0cc0 7584    + caddc 7587    x. cmul 7589    <_ cle 7765   2c2 8731   RR+crp 9393   ^cexp 10243   *ccj 10562   Recre 10563   abscabs 10720
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-13 1474  ax-14 1475  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498  ax-ext 2097  ax-coll 4011  ax-sep 4014  ax-nul 4022  ax-pow 4066  ax-pr 4099  ax-un 4323  ax-setind 4420  ax-iinf 4470  ax-cnex 7675  ax-resscn 7676  ax-1cn 7677  ax-1re 7678  ax-icn 7679  ax-addcl 7680  ax-addrcl 7681  ax-mulcl 7682  ax-mulrcl 7683  ax-addcom 7684  ax-mulcom 7685  ax-addass 7686  ax-mulass 7687  ax-distr 7688  ax-i2m1 7689  ax-0lt1 7690  ax-1rid 7691  ax-0id 7692  ax-rnegex 7693  ax-precex 7694  ax-cnre 7695  ax-pre-ltirr 7696  ax-pre-ltwlin 7697  ax-pre-lttrn 7698  ax-pre-apti 7699  ax-pre-ltadd 7700  ax-pre-mulgt0 7701  ax-pre-mulext 7702  ax-arch 7703  ax-caucvg 7704
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 803  df-3or 946  df-3an 947  df-tru 1317  df-fal 1320  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978  df-mo 1979  df-clab 2102  df-cleq 2108  df-clel 2111  df-nfc 2245  df-ne 2284  df-nel 2379  df-ral 2396  df-rex 2397  df-reu 2398  df-rmo 2399  df-rab 2400  df-v 2660  df-sbc 2881  df-csb 2974  df-dif 3041  df-un 3043  df-in 3045  df-ss 3052  df-nul 3332  df-if 3443  df-pw 3480  df-sn 3501  df-pr 3502  df-op 3504  df-uni 3705  df-int 3740  df-iun 3783  df-br 3898  df-opab 3958  df-mpt 3959  df-tr 3995  df-id 4183  df-po 4186  df-iso 4187  df-iord 4256  df-on 4258  df-ilim 4259  df-suc 4261  df-iom 4473  df-xp 4513  df-rel 4514  df-cnv 4515  df-co 4516  df-dm 4517  df-rn 4518  df-res 4519  df-ima 4520  df-iota 5056  df-fun 5093  df-fn 5094  df-f 5095  df-f1 5096  df-fo 5097  df-f1o 5098  df-fv 5099  df-riota 5696  df-ov 5743  df-oprab 5744  df-mpo 5745  df-1st 6004  df-2nd 6005  df-recs 6168  df-frec 6254  df-pnf 7766  df-mnf 7767  df-xr 7768  df-ltxr 7769  df-le 7770  df-sub 7899  df-neg 7900  df-reap 8300  df-ap 8307  df-div 8396  df-inn 8681  df-2 8739  df-3 8740  df-4 8741  df-n0 8932  df-z 9009  df-uz 9279  df-rp 9394  df-seqfrec 10170  df-exp 10244  df-cj 10565  df-re 10566  df-im 10567  df-rsqrt 10721  df-abs 10722
This theorem is referenced by:  abs3dif  10828  abs2dif2  10830  abstrii  10878  abstrid  10919
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