Theorem ip2di 20758

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 20747	. . . . 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 20052	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐶 + 𝐷) ∈ 𝑉)
11	5, 6, 7, 10	syl3anc 1369	. . 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 20756	. . 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 1370	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) ⨣ (𝐵 , (𝐶 + 𝐷))))
17	12, 13, 8, 9, 14	ipdi 20757	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉)) → (𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)))
18	1, 2, 6, 7, 17	syl13anc 1370	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)))
19	12, 13, 8, 9, 14	ipdi 20757	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉)) → (𝐵 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)))
20	1, 3, 6, 7, 19	syl13anc 1370	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)))
21	12	phlsrng 20748	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → 𝐹 ∈ *-Ring)
22		srngring 20027	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ *-Ring → 𝐹 ∈ Ring)
23		ringcmn 19735	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ CMnd)
24	1, 21, 22, 23	4syl 19	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ CMnd)
25		eqid 2738	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
26	12, 13, 8, 25	ipcl 20750	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
27	1, 3, 6, 26	syl3anc 1369	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
28	12, 13, 8, 25	ipcl 20750	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
29	1, 3, 7, 28	syl3anc 1369	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
30	25, 14	cmncom 19318	. . . . 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 1369	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶)))
32	20, 31	eqtrd 2778	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , (𝐶 + 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶)))
33	18, 32	oveq12d 7273	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , (𝐶 + 𝐷)) ⨣ (𝐵 , (𝐶 + 𝐷))) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)) ⨣ ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))
34	12, 13, 8, 25	ipcl 20750	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
35	1, 2, 6, 34	syl3anc 1369	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
36	12, 13, 8, 25	ipcl 20750	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
37	1, 2, 7, 36	syl3anc 1369	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
38	25, 14	cmn4 19321	. . 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 1377	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐴 , 𝐷)) ⨣ ((𝐵 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) ⨣ ((𝐴 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))
40	16, 33, 39	3eqtrd 2782	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐶 + 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) ⨣ (𝐵 , 𝐷)) ⨣ ((𝐴 , 𝐷) ⨣ (𝐵 , 𝐶))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  Basecbs 16840  +_gcplusg 16888  Scalarcsca 16891  ·_𝑖cip 16893  CMndccmn 19301  Ringcrg 19698  *-Ringcsr 20019  LModclmod 20038  PreHilcphl 20741

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-2nd 7805  df-tpos 8013  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-er 8456  df-map 8575  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-0g 17069  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-mhm 18345  df-grp 18495  df-minusg 18496  df-ghm 18747  df-cmn 19303  df-abl 19304  df-mgp 19636  df-ur 19653  df-ring 19700  df-oppr 19777  df-rnghom 19874  df-staf 20020  df-srng 20021  df-lmod 20040  df-lmhm 20199  df-lvec 20280  df-sra 20349  df-rgmod 20350  df-phl 20743

This theorem is referenced by:  cph2di  24276