MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ip2subdi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ip2subdi 20704
Description: Distributive law for inner product subtraction. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
phlsrng.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
phllmhm.h , = (·𝑖𝑊)
phllmhm.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
ipsubdir.m = (-g𝑊)
ipsubdir.s 𝑆 = (-g𝐹)
ip2subdi.p + = (+g𝐹)
ip2subdi.1 (𝜑𝑊 ∈ PreHil)
ip2subdi.2 (𝜑𝐴𝑉)
ip2subdi.3 (𝜑𝐵𝑉)
ip2subdi.4 (𝜑𝐶𝑉)
ip2subdi.5 (𝜑𝐷𝑉)
Assertion
Ref Expression
ip2subdi (𝜑 → ((𝐴 𝐵) , (𝐶 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))))

Proof of Theorem ip2subdi
StepHypRef Expression
1 eqid 2826 . . . 4 (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
2 ip2subdi.p . . . 4 + = (+g𝐹)
3 ipsubdir.s . . . 4 𝑆 = (-g𝐹)
4 ip2subdi.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑊 ∈ PreHil)
5 phllmod 20690 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
64, 5syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
7 phlsrng.f . . . . . . 7 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
87lmodring 19562 . . . . . 6 (𝑊 ∈ LMod → 𝐹 ∈ Ring)
96, 8syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ Ring)
10 ringabl 19250 . . . . 5 (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ Abel)
119, 10syl 17 . . . 4 (𝜑𝐹 ∈ Abel)
12 ip2subdi.2 . . . . 5 (𝜑𝐴𝑉)
13 ip2subdi.4 . . . . 5 (𝜑𝐶𝑉)
14 phllmhm.h . . . . . 6 , = (·𝑖𝑊)
15 phllmhm.v . . . . . 6 𝑉 = (Base‘𝑊)
167, 14, 15, 1ipcl 20693 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐶𝑉) → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
174, 12, 13, 16syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
18 ip2subdi.5 . . . . 5 (𝜑𝐷𝑉)
197, 14, 15, 1ipcl 20693 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴𝑉𝐷𝑉) → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
204, 12, 18, 19syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
21 ip2subdi.3 . . . . 5 (𝜑𝐵𝑉)
227, 14, 15, 1ipcl 20693 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵𝑉𝐶𝑉) → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
234, 21, 13, 22syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
241, 2, 3, 11, 17, 20, 23ablsubsub4 18859 . . 3 (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) = ((𝐴 , 𝐶)𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))))
2524oveq1d 7163 . 2 (𝜑 → ((((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) + (𝐵 , 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶)𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) + (𝐵 , 𝐷)))
26 ipsubdir.m . . . . . 6 = (-g𝑊)
2715, 26lmodvsubcl 19599 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐶𝑉𝐷𝑉) → (𝐶 𝐷) ∈ 𝑉)
286, 13, 18, 27syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → (𝐶 𝐷) ∈ 𝑉)
297, 14, 15, 26, 3ipsubdir 20702 . . . 4 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉 ∧ (𝐶 𝐷) ∈ 𝑉)) → ((𝐴 𝐵) , (𝐶 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 𝐷))𝑆(𝐵 , (𝐶 𝐷))))
304, 12, 21, 28, 29syl13anc 1366 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 𝐵) , (𝐶 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 𝐷))𝑆(𝐵 , (𝐶 𝐷))))
317, 14, 15, 26, 3ipsubdi 20703 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴𝑉𝐶𝑉𝐷𝑉)) → (𝐴 , (𝐶 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)))
324, 12, 13, 18, 31syl13anc 1366 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 , (𝐶 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)))
337, 14, 15, 26, 3ipsubdi 20703 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐵𝑉𝐶𝑉𝐷𝑉)) → (𝐵 , (𝐶 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷)))
344, 21, 13, 18, 33syl13anc 1366 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 , (𝐶 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷)))
3532, 34oveq12d 7166 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 , (𝐶 𝐷))𝑆(𝐵 , (𝐶 𝐷))) = (((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷))))
36 ringgrp 19222 . . . . . 6 (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ Grp)
379, 36syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ Grp)
381, 3grpsubcl 18109 . . . . 5 ((𝐹 ∈ Grp ∧ (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹)) → ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)) ∈ (Base‘𝐹))
3937, 17, 20, 38syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)) ∈ (Base‘𝐹))
407, 14, 15, 1ipcl 20693 . . . . 5 ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵𝑉𝐷𝑉) → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
414, 21, 18, 40syl3anc 1365 . . . 4 (𝜑 → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
421, 2, 3, 11, 39, 23, 41ablsubsub 18858 . . 3 (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷))) = ((((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) + (𝐵 , 𝐷)))
4330, 35, 423eqtrd 2865 . 2 (𝜑 → ((𝐴 𝐵) , (𝐶 𝐷)) = ((((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) + (𝐵 , 𝐷)))
441, 2ringacl 19248 . . . 4 ((𝐹 ∈ Ring ∧ (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹)) → ((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶)) ∈ (Base‘𝐹))
459, 20, 23, 44syl3anc 1365 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶)) ∈ (Base‘𝐹))
461, 2, 3abladdsub 18855 . . 3 ((𝐹 ∈ Abel ∧ ((𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹) ∧ ((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶)) ∈ (Base‘𝐹))) → (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) = (((𝐴 , 𝐶)𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) + (𝐵 , 𝐷)))
4711, 17, 41, 45, 46syl13anc 1366 . 2 (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) = (((𝐴 , 𝐶)𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) + (𝐵 , 𝐷)))
4825, 43, 473eqtr4d 2871 1 (𝜑 → ((𝐴 𝐵) , (𝐶 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1530  wcel 2107  cfv 6352  (class class class)co 7148  Basecbs 16473  +gcplusg 16555  Scalarcsca 16558  ·𝑖cip 16560  Grpcgrp 18033  -gcsg 18035  Abelcabl 18827  Ringcrg 19217  LModclmod 19554  PreHilcphl 20684
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7451  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6146  df-ord 6192  df-on 6193  df-lim 6194  df-suc 6195  df-iota 6312  df-fun 6354  df-fn 6355  df-f 6356  df-f1 6357  df-fo 6358  df-f1o 6359  df-fv 6360  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7569  df-1st 7680  df-2nd 7681  df-tpos 7883  df-wrecs 7938  df-recs 7999  df-rdg 8037  df-er 8279  df-map 8398  df-en 8499  df-dom 8500  df-sdom 8501  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-nn 11628  df-2 11689  df-3 11690  df-4 11691  df-5 11692  df-6 11693  df-7 11694  df-8 11695  df-ndx 16476  df-slot 16477  df-base 16479  df-sets 16480  df-plusg 16568  df-mulr 16569  df-sca 16571  df-vsca 16572  df-ip 16573  df-0g 16705  df-mgm 17842  df-sgrp 17890  df-mnd 17901  df-mhm 17944  df-grp 18036  df-minusg 18037  df-sbg 18038  df-ghm 18286  df-cmn 18828  df-abl 18829  df-mgp 19160  df-ur 19172  df-ring 19219  df-oppr 19293  df-rnghom 19387  df-staf 19536  df-srng 19537  df-lmod 19556  df-lmhm 19714  df-lvec 19795  df-sra 19864  df-rgmod 19865  df-phl 20686
This theorem is referenced by:  cph2subdi  23729  ipcau2  23752  tcphcphlem1  23753
  Copyright terms: Public domain W3C validator