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

Theorem cncph 30072
Description: The set of complex numbers is an inner product (pre-Hilbert) space. (Contributed by Steve Rodriguez, 28-Apr-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Nov-2013.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
cncph.6 π‘ˆ = ⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩
Assertion
Ref Expression
cncph π‘ˆ ∈ CPreHilOLD

Proof of Theorem cncph
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cncph.6 . 2 π‘ˆ = ⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩
2 eqid 2733 . . . 4 ⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ = ⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩
32cnnv 29930 . . 3 ⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ ∈ NrmCVec
4 mulm1 11655 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ β„‚ β†’ (-1 Β· 𝑦) = -𝑦)
54adantl 483 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (-1 Β· 𝑦) = -𝑦)
65oveq2d 7425 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)) = (π‘₯ + -𝑦))
7 negsub 11508 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (π‘₯ + -𝑦) = (π‘₯ βˆ’ 𝑦))
86, 7eqtrd 2773 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)) = (π‘₯ βˆ’ 𝑦))
98fveq2d 6896 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦))) = (absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦)))
109oveq1d 7424 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ ((absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)))↑2) = ((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦))↑2))
1110oveq2d 7425 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)))↑2)) = (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦))↑2)))
12 sqabsadd 15229 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ ((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) = ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))))))
13 sqabssub 15230 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ ((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦))↑2) = ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) βˆ’ (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))))))
1412, 13oveq12d 7427 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦))↑2)) = (((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))))) + ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) βˆ’ (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)))))))
15 abscl 15225 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (absβ€˜π‘₯) ∈ ℝ)
1615recnd 11242 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ (absβ€˜π‘₯) ∈ β„‚)
1716sqcld 14109 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ β„‚ β†’ ((absβ€˜π‘₯)↑2) ∈ β„‚)
18 abscl 15225 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ β„‚ β†’ (absβ€˜π‘¦) ∈ ℝ)
1918recnd 11242 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ β„‚ β†’ (absβ€˜π‘¦) ∈ β„‚)
2019sqcld 14109 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ β„‚ β†’ ((absβ€˜π‘¦)↑2) ∈ β„‚)
21 addcl 11192 . . . . . . . . 9 ((((absβ€˜π‘₯)↑2) ∈ β„‚ ∧ ((absβ€˜π‘¦)↑2) ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) ∈ β„‚)
2217, 20, 21syl2an 597 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) ∈ β„‚)
23 2cn 12287 . . . . . . . . 9 2 ∈ β„‚
24 cjcl 15052 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ β„‚ β†’ (βˆ—β€˜π‘¦) ∈ β„‚)
25 mulcl 11194 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ (βˆ—β€˜π‘¦) ∈ β„‚) β†’ (π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)) ∈ β„‚)
2624, 25sylan2 594 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)) ∈ β„‚)
27 recl 15057 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)) ∈ β„‚ β†’ (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))) ∈ ℝ)
2827recnd 11242 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)) ∈ β„‚ β†’ (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))) ∈ β„‚)
2926, 28syl 17 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))) ∈ β„‚)
30 mulcl 11194 . . . . . . . . 9 ((2 ∈ β„‚ ∧ (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))) ∈ β„‚) β†’ (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)))) ∈ β„‚)
3123, 29, 30sylancr 588 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)))) ∈ β„‚)
3222, 31, 22ppncand 11611 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦))))) + ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) βˆ’ (2 Β· (β„œβ€˜(π‘₯ Β· (βˆ—β€˜π‘¦)))))) = ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
3314, 32eqtrd 2773 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦))↑2)) = ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
34 2times 12348 . . . . . . . 8 ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) ∈ β„‚ β†’ (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))) = ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
3534eqcomd 2739 . . . . . . 7 ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) ∈ β„‚ β†’ ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
3622, 35syl 17 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ ((((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)) + (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
3733, 36eqtrd 2773 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ βˆ’ 𝑦))↑2)) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
3811, 37eqtrd 2773 . . . 4 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚) β†’ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)))↑2)) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))
3938rgen2 3198 . . 3 βˆ€π‘₯ ∈ β„‚ βˆ€π‘¦ ∈ β„‚ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)))↑2)) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)))
40 addex 12972 . . . 4 + ∈ V
41 mulex 12973 . . . 4 Β· ∈ V
42 absf 15284 . . . . 5 abs:β„‚βŸΆβ„
43 cnex 11191 . . . . 5 β„‚ ∈ V
44 fex 7228 . . . . 5 ((abs:β„‚βŸΆβ„ ∧ β„‚ ∈ V) β†’ abs ∈ V)
4542, 43, 44mp2an 691 . . . 4 abs ∈ V
46 cnaddabloOLD 29834 . . . . . . 7 + ∈ AbelOp
47 ablogrpo 29800 . . . . . . 7 ( + ∈ AbelOp β†’ + ∈ GrpOp)
4846, 47ax-mp 5 . . . . . 6 + ∈ GrpOp
49 ax-addf 11189 . . . . . . 7 + :(β„‚ Γ— β„‚)βŸΆβ„‚
5049fdmi 6730 . . . . . 6 dom + = (β„‚ Γ— β„‚)
5148, 50grporn 29774 . . . . 5 β„‚ = ran +
5251isphg 30070 . . . 4 (( + ∈ V ∧ Β· ∈ V ∧ abs ∈ V) β†’ (⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ ∈ NrmCVec ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„‚ βˆ€π‘¦ ∈ β„‚ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)))↑2)) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2))))))
5340, 41, 45, 52mp3an 1462 . . 3 (⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ ∈ CPreHilOLD ↔ (⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ ∈ NrmCVec ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„‚ βˆ€π‘¦ ∈ β„‚ (((absβ€˜(π‘₯ + 𝑦))↑2) + ((absβ€˜(π‘₯ + (-1 Β· 𝑦)))↑2)) = (2 Β· (((absβ€˜π‘₯)↑2) + ((absβ€˜π‘¦)↑2)))))
543, 39, 53mpbir2an 710 . 2 ⟨⟨ + , Β· ⟩, abs⟩ ∈ CPreHilOLD
551, 54eqeltri 2830 1 π‘ˆ ∈ CPreHilOLD
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  Vcvv 3475  βŸ¨cop 4635   Γ— cxp 5675  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  β„‚cc 11108  β„cr 11109  1c1 11111   + caddc 11113   Β· cmul 11115   βˆ’ cmin 11444  -cneg 11445  2c2 12267  β†‘cexp 14027  βˆ—ccj 15043  β„œcre 15044  abscabs 15181  GrpOpcgr 29742  AbelOpcablo 29797  NrmCVeccnv 29837  CPreHilOLDccphlo 30065
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188  ax-addf 11189  ax-mulf 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9437  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-seq 13967  df-exp 14028  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-grpo 29746  df-gid 29747  df-ablo 29798  df-vc 29812  df-nv 29845  df-ph 30066
This theorem is referenced by:  elimphu  30074  cnchl  30169
  Copyright terms: Public domain W3C validator