Theorem abstri 10716

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 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘(𝐴 + 𝐵)) ≤ ((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵)))

Proof of Theorem abstri

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2re 8648	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℝ
2	1	a1i 9	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 2 ∈ ℝ)
3		simpl 108	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 𝐴 ∈ ℂ)
4		simpr 109	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 𝐵 ∈ ℂ)
5	4	cjcld 10553	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (∗‘𝐵) ∈ ℂ)
6	3, 5	mulcld 7658	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 · (∗‘𝐵)) ∈ ℂ)
7	6	recld 10551	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) ∈ ℝ)
8	2, 7	remulcld 7668	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (2 · (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵)))) ∈ ℝ)
9		abscl 10663	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
10	3, 9	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘𝐴) ∈ ℝ)
11		abscl 10663	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → (abs‘𝐵) ∈ ℝ)
12	4, 11	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘𝐵) ∈ ℝ)
13	10, 12	remulcld 7668	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)) ∈ ℝ)
14	2, 13	remulcld 7668	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵))) ∈ ℝ)
15	10	resqcld 10291	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐴)↑2) ∈ ℝ)
16	12	resqcld 10291	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐵)↑2) ∈ ℝ)
17	15, 16	readdcld 7667	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (((abs‘𝐴)↑2) + ((abs‘𝐵)↑2)) ∈ ℝ)
18		releabs 10708	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 · (∗‘𝐵)) ∈ ℂ → (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) ≤ (abs‘(𝐴 · (∗‘𝐵))))
19	6, 18	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) ≤ (abs‘(𝐴 · (∗‘𝐵))))
20		absmul 10681	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (∗‘𝐵) ∈ ℂ) → (abs‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘(∗‘𝐵))))
21	3, 5, 20	syl2anc 406	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘(∗‘𝐵))))
22		abscj 10664	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → (abs‘(∗‘𝐵)) = (abs‘𝐵))
23	4, 22	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘(∗‘𝐵)) = (abs‘𝐵))
24	23	oveq2d 5722	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐴) · (abs‘(∗‘𝐵))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))
25	21, 24	eqtrd 2132	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) = ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))
26	19, 25	breqtrd 3899	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) ≤ ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))
27		2rp 9296	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℝ+
28	27	a1i 9	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 2 ∈ ℝ+)
29	7, 13, 28	lemul2d 9375	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))) ≤ ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)) ↔ (2 · (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵)))) ≤ (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))))
30	26, 29	mpbid 146	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (2 · (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵)))) ≤ (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵))))
31	8, 14, 17, 30	leadd2dd 8188	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((((abs‘𝐴)↑2) + ((abs‘𝐵)↑2)) + (2 · (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))))) ≤ ((((abs‘𝐴)↑2) + ((abs‘𝐵)↑2)) + (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))))
32		sqabsadd 10667	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((((abs‘𝐴)↑2) + ((abs‘𝐵)↑2)) + (2 · (ℜ‘(𝐴 · (∗‘𝐵))))))
33	10	recnd 7666	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘𝐴) ∈ ℂ)
34	12	recnd 7666	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘𝐵) ∈ ℂ)
35		binom2 10244	. . . . 5 ⊢ (((abs‘𝐴) ∈ ℂ ∧ (abs‘𝐵) ∈ ℂ) → (((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵))↑2) = ((((abs‘𝐴)↑2) + (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))) + ((abs‘𝐵)↑2)))
36	33, 34, 35	syl2anc 406	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵))↑2) = ((((abs‘𝐴)↑2) + (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))) + ((abs‘𝐵)↑2)))
37	15	recnd 7666	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐴)↑2) ∈ ℂ)
38	14	recnd 7666	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵))) ∈ ℂ)
39	16	recnd 7666	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐵)↑2) ∈ ℂ)
40	37, 38, 39	add32d 7801	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((((abs‘𝐴)↑2) + (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))) + ((abs‘𝐵)↑2)) = ((((abs‘𝐴)↑2) + ((abs‘𝐵)↑2)) + (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))))
41	36, 40	eqtrd 2132	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵))↑2) = ((((abs‘𝐴)↑2) + ((abs‘𝐵)↑2)) + (2 · ((abs‘𝐴) · (abs‘𝐵)))))
42	31, 32, 41	3brtr4d 3905	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘(𝐴 + 𝐵))↑2) ≤ (((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵))↑2))
43		addcl 7617	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ)
44		abscl 10663	. . . 4 ⊢ ((𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ → (abs‘(𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ)
45	43, 44	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘(𝐴 + 𝐵)) ∈ ℝ)
46	10, 12	readdcld 7667	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵)) ∈ ℝ)
47		absge0 10672	. . . 4 ⊢ ((𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ → 0 ≤ (abs‘(𝐴 + 𝐵)))
48	43, 47	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 0 ≤ (abs‘(𝐴 + 𝐵)))
49		absge0 10672	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℂ → 0 ≤ (abs‘𝐴))
50	3, 49	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 0 ≤ (abs‘𝐴))
51		absge0 10672	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → 0 ≤ (abs‘𝐵))
52	4, 51	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 0 ≤ (abs‘𝐵))
53	10, 12, 50, 52	addge0d 8150	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → 0 ≤ ((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵)))
54	45, 46, 48, 53	le2sqd 10297	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → ((abs‘(𝐴 + 𝐵)) ≤ ((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵)) ↔ ((abs‘(𝐴 + 𝐵))↑2) ≤ (((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵))↑2)))
55	42, 54	mpbird 166	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (abs‘(𝐴 + 𝐵)) ≤ ((abs‘𝐴) + (abs‘𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   = wceq 1299   ∈ wcel 1448   class class class wbr 3875  ‘cfv 5059  (class class class)co 5706  ℂcc 7498  ℝcr 7499  0cc0 7500   + caddc 7503   · cmul 7505   ≤ cle 7673  2c2 8629  ℝ⁺crp 9291  ↑cexp 10133  ∗ccj 10452  ℜcre 10453  abscabs 10609

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 584  ax-in2 585  ax-io 671  ax-5 1391  ax-7 1392  ax-gen 1393  ax-ie1 1437  ax-ie2 1438  ax-8 1450  ax-10 1451  ax-11 1452  ax-i12 1453  ax-bndl 1454  ax-4 1455  ax-13 1459  ax-14 1460  ax-17 1474  ax-i9 1478  ax-ial 1482  ax-i5r 1483  ax-ext 2082  ax-coll 3983  ax-sep 3986  ax-nul 3994  ax-pow 4038  ax-pr 4069  ax-un 4293  ax-setind 4390  ax-iinf 4440  ax-cnex 7586  ax-resscn 7587  ax-1cn 7588  ax-1re 7589  ax-icn 7590  ax-addcl 7591  ax-addrcl 7592  ax-mulcl 7593  ax-mulrcl 7594  ax-addcom 7595  ax-mulcom 7596  ax-addass 7597  ax-mulass 7598  ax-distr 7599  ax-i2m1 7600  ax-0lt1 7601  ax-1rid 7602  ax-0id 7603  ax-rnegex 7604  ax-precex 7605  ax-cnre 7606  ax-pre-ltirr 7607  ax-pre-ltwlin 7608  ax-pre-lttrn 7609  ax-pre-apti 7610  ax-pre-ltadd 7611  ax-pre-mulgt0 7612  ax-pre-mulext 7613  ax-arch 7614  ax-caucvg 7615

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 787  df-3or 931  df-3an 932  df-tru 1302  df-fal 1305  df-nf 1405  df-sb 1704  df-eu 1963  df-mo 1964  df-clab 2087  df-cleq 2093  df-clel 2096  df-nfc 2229  df-ne 2268  df-nel 2363  df-ral 2380  df-rex 2381  df-reu 2382  df-rmo 2383  df-rab 2384  df-v 2643  df-sbc 2863  df-csb 2956  df-dif 3023  df-un 3025  df-in 3027  df-ss 3034  df-nul 3311  df-if 3422  df-pw 3459  df-sn 3480  df-pr 3481  df-op 3483  df-uni 3684  df-int 3719  df-iun 3762  df-br 3876  df-opab 3930  df-mpt 3931  df-tr 3967  df-id 4153  df-po 4156  df-iso 4157  df-iord 4226  df-on 4228  df-ilim 4229  df-suc 4231  df-iom 4443  df-xp 4483  df-rel 4484  df-cnv 4485  df-co 4486  df-dm 4487  df-rn 4488  df-res 4489  df-ima 4490  df-iota 5024  df-fun 5061  df-fn 5062  df-f 5063  df-f1 5064  df-fo 5065  df-f1o 5066  df-fv 5067  df-riota 5662  df-ov 5709  df-oprab 5710  df-mpo 5711  df-1st 5969  df-2nd 5970  df-recs 6132  df-frec 6218  df-pnf 7674  df-mnf 7675  df-xr 7676  df-ltxr 7677  df-le 7678  df-sub 7806  df-neg 7807  df-reap 8203  df-ap 8210  df-div 8294  df-inn 8579  df-2 8637  df-3 8638  df-4 8639  df-n0 8830  df-z 8907  df-uz 9177  df-rp 9292  df-seqfrec 10060  df-exp 10134  df-cj 10455  df-re 10456  df-im 10457  df-rsqrt 10610  df-abs 10611

This theorem is referenced by:  abs3dif  10717  abs2dif2  10719  abstrii  10767  abstrid  10808