Proof of Theorem bhmafibid1
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | simpll 764 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐴 ∈
ℝ) |
2 | 1 | recnd 11003 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐴 ∈
ℂ) |
3 | | ax-icn 10930 |
. . . . . . . . . 10
⊢ i ∈
ℂ |
4 | 3 | a1i 11 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → i
∈ ℂ) |
5 | | simplr 766 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐵 ∈
ℝ) |
6 | 5 | recnd 11003 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐵 ∈
ℂ) |
7 | 4, 6 | mulcld 10995 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (i
· 𝐵) ∈
ℂ) |
8 | 2, 7 | addcld 10994 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ ℂ) |
9 | | simprl 768 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐶 ∈
ℝ) |
10 | 9 | recnd 11003 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐶 ∈
ℂ) |
11 | | simprr 770 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐷 ∈
ℝ) |
12 | 11 | recnd 11003 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → 𝐷 ∈
ℂ) |
13 | 4, 12 | mulcld 10995 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (i
· 𝐷) ∈
ℂ) |
14 | 10, 13 | addcld 10994 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (𝐶 + (i · 𝐷)) ∈ ℂ) |
15 | 8, 14 | mulcld 10995 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) ∈ ℂ) |
16 | 15 | replimd 14908 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) = ((ℜ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷)))) + (i · (ℑ‘((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))))))) |
17 | 8, 14 | remuld 14929 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℜ‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) = (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))) − ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))))) |
18 | 1, 5 | crred 14942 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℜ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) = 𝐴) |
19 | 9, 11 | crred 14942 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℜ‘(𝐶 + (i
· 𝐷))) = 𝐶) |
20 | 18, 19 | oveq12d 7293 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((ℜ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℜ‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))) = (𝐴 · 𝐶)) |
21 | 1, 5 | crimd 14943 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℑ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) = 𝐵) |
22 | 9, 11 | crimd 14943 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℑ‘(𝐶 + (i
· 𝐷))) = 𝐷) |
23 | 21, 22 | oveq12d 7293 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((ℑ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℑ‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))) = (𝐵 · 𝐷)) |
24 | 20, 23 | oveq12d 7293 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(((ℜ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℜ‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))) −
((ℑ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℑ‘(𝐶 + (i
· 𝐷))))) = ((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷))) |
25 | 17, 24 | eqtrd 2778 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℜ‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) = ((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷))) |
26 | 8, 14 | immuld 14930 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℑ‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) = (((ℜ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℑ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))) + ((ℑ‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (ℜ‘(𝐶 + (i · 𝐷)))))) |
27 | 18, 22 | oveq12d 7293 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((ℜ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℑ‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))) = (𝐴 · 𝐷)) |
28 | 21, 19 | oveq12d 7293 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((ℑ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℜ‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))) = (𝐵 · 𝐶)) |
29 | 27, 28 | oveq12d 7293 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(((ℜ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℑ‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))) +
((ℑ‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(ℜ‘(𝐶 + (i
· 𝐷))))) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))) |
30 | 26, 29 | eqtrd 2778 |
. . . . . . 7
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(ℑ‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) = ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))) |
31 | 30 | oveq2d 7291 |
. . . . . 6
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (i
· (ℑ‘((𝐴
+ (i · 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷))))) = (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))) |
32 | 25, 31 | oveq12d 7293 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((ℜ‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) + (i ·
(ℑ‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))))) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) + (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))))) |
33 | 16, 32 | eqtrd 2778 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 + (i · 𝐵)) · (𝐶 + (i · 𝐷))) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) + (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))))) |
34 | 33 | fveq2d 6778 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(abs‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) = (abs‘(((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) + (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))))) |
35 | 34 | oveq1d 7290 |
. 2
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((abs‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) =
((abs‘(((𝐴 ·
𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) + (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))))↑2)) |
36 | 8, 14 | absmuld 15166 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(abs‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷)))) = ((abs‘(𝐴 + (i · 𝐵))) · (abs‘(𝐶 + (i · 𝐷))))) |
37 | 36 | oveq1d 7290 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((abs‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) =
(((abs‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(abs‘(𝐶 + (i ·
𝐷))))↑2)) |
38 | 8 | abscld 15148 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(abs‘(𝐴 + (i ·
𝐵))) ∈
ℝ) |
39 | 38 | recnd 11003 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(abs‘(𝐴 + (i ·
𝐵))) ∈
ℂ) |
40 | 14 | abscld 15148 |
. . . . 5
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(abs‘(𝐶 + (i ·
𝐷))) ∈
ℝ) |
41 | 40 | recnd 11003 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(abs‘(𝐶 + (i ·
𝐷))) ∈
ℂ) |
42 | 39, 41 | sqmuld 13876 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(((abs‘(𝐴 + (i
· 𝐵))) ·
(abs‘(𝐶 + (i ·
𝐷))))↑2) =
(((abs‘(𝐴 + (i
· 𝐵)))↑2)
· ((abs‘(𝐶 +
(i · 𝐷)))↑2))) |
43 | | absreimsq 15004 |
. . . 4
⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) →
((abs‘(𝐴 + (i
· 𝐵)))↑2) =
((𝐴↑2) + (𝐵↑2))) |
44 | | absreimsq 15004 |
. . . 4
⊢ ((𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) →
((abs‘(𝐶 + (i
· 𝐷)))↑2) =
((𝐶↑2) + (𝐷↑2))) |
45 | 43, 44 | oveqan12d 7294 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(((abs‘(𝐴 + (i
· 𝐵)))↑2)
· ((abs‘(𝐶 +
(i · 𝐷)))↑2)) =
(((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) · ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))) |
46 | 37, 42, 45 | 3eqtrd 2782 |
. 2
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((abs‘((𝐴 + (i
· 𝐵)) ·
(𝐶 + (i · 𝐷))))↑2) = (((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) · ((𝐶↑2) + (𝐷↑2)))) |
47 | 1, 9 | remulcld 11005 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℝ) |
48 | 5, 11 | remulcld 11005 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (𝐵 · 𝐷) ∈ ℝ) |
49 | 47, 48 | resubcld 11403 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) ∈ ℝ) |
50 | 1, 11 | remulcld 11005 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (𝐴 · 𝐷) ∈ ℝ) |
51 | 5, 9 | remulcld 11005 |
. . . 4
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℝ) |
52 | 50, 51 | readdcld 11004 |
. . 3
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) → ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)) ∈ ℝ) |
53 | | absreimsq 15004 |
. . 3
⊢ ((((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) ∈ ℝ ∧ ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)) ∈ ℝ) →
((abs‘(((𝐴 ·
𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) + (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))))↑2) = ((((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷))↑2) + (((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))↑2))) |
54 | 49, 52, 53 | syl2anc 584 |
. 2
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
((abs‘(((𝐴 ·
𝐶) − (𝐵 · 𝐷)) + (i · ((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶)))))↑2) = ((((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷))↑2) + (((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))↑2))) |
55 | 35, 46, 54 | 3eqtr3d 2786 |
1
⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝐶 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ)) →
(((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) · ((𝐶↑2) + (𝐷↑2))) = ((((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · 𝐷))↑2) + (((𝐴 · 𝐷) + (𝐵 · 𝐶))↑2))) |