Theorem ip2di 21550

Description: Distributive law for inner product. (Contributed by NM, 17-Apr-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
phlsrng.f	⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
phllmhm.h	⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
phllmhm.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
ipdir.g	⊢ + = (+g‘𝑊)
ipdir.p	⊢ ⨣ = (+g‘𝐹)
ip2di.1	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
ip2di.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
ip2di.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
ip2di.4	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
ip2di.5	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑉)

Assertion

Ref	Expression
ip2di	⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐶 + 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) ⨣ ((𝐴 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))

Proof of Theorem ip2di

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ip2di.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
2		ip2di.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
3		ip2di.3	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
4		phllmod 21539	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
5	1, 4	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
6		ip2di.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
7		ip2di.5	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑉)
8		phllmhm.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
9		ipdir.g	. . . . 5 ⊢ + = (+g‘𝑊)
10	8, 9	lmodvacl 20781	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐶 + 𝐷) ∈ 𝑉)
11	5, 6, 7, 10	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶 + 𝐷) ∈ 𝑉)
12		phlsrng.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
13		phllmhm.h	. . . 4 ⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
14		ipdir.p	. . . 4 ⊢ ⨣ = (+g‘𝐹)
15	12, 13, 8, 9, 14	ipdir 21548	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ (𝐶 + 𝐷) ∈ 𝑉)) → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) ⨣ (𝐵 , (𝐶 + 𝐷))))
16	1, 2, 3, 11, 15	syl13anc 1374	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) ⨣ (𝐵 , (𝐶 + 𝐷))))
17	12, 13, 8, 9, 14	ipdi 21549	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉)) → (𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)))
18	1, 2, 6, 7, 17	syl13anc 1374	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)))
19	12, 13, 8, 9, 14	ipdi 21549	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉)) → (𝐵 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)))
20	1, 3, 6, 7, 19	syl13anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)))
21	12	phlsrng 21540	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → 𝐹 ∈ *-Ring)
22		srngring 20755	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ *-Ring → 𝐹 ∈ Ring)
23		ringcmn 20191	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ CMnd)
24	1, 21, 22, 23	4syl 19	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ CMnd)
25		eqid 2729	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
26	12, 13, 8, 25	ipcl 21542	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
27	1, 3, 6, 26	syl3anc 1373	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
28	12, 13, 8, 25	ipcl 21542	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
29	1, 3, 7, 28	syl3anc 1373	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
30	25, 14	cmncom 19728	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ CMnd ∧ (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹)) → ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶)))
31	24, 27, 29, 30	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶)))
32	20, 31	eqtrd 2764	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶)))
33	18, 32	oveq12d 7405	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) ⨣ (𝐵 , (𝐶 + 𝐷))) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)) ⨣ ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))
34	12, 13, 8, 25	ipcl 21542	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
35	1, 2, 6, 34	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
36	12, 13, 8, 25	ipcl 21542	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
37	1, 2, 7, 36	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
38	25, 14	cmn4 19731	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ CMnd ∧ ((𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹)) ∧ ((𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))) → (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)) ⨣ ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) ⨣ ((𝐴 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))
39	24, 35, 37, 29, 27, 38	syl122anc 1381	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)) ⨣ ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) ⨣ ((𝐴 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))
40	16, 33, 39	3eqtrd 2768	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐶 + 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) ⨣ ((𝐴 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387  Basecbs 17179  +_gcplusg 17220  Scalarcsca 17223  ·_𝑖cip 17225  CMndccmn 19710  Ringcrg 20142  *-Ringcsr 20747  LModclmod 20766  PreHilcphl 21533

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-tpos 8205  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-map 8801  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-5 12252  df-6 12253  df-7 12254  df-8 12255  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-0g 17404  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-mhm 18710  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-ghm 19145  df-cmn 19712  df-abl 19713  df-mgp 20050  df-ur 20091  df-ring 20144  df-oppr 20246  df-rhm 20381  df-staf 20748  df-srng 20749  df-lmod 20768  df-lmhm 20929  df-lvec 21010  df-sra 21080  df-rgmod 21081  df-phl 21535

This theorem is referenced by:  cph2di  25107