Theorem ip2subdi 21611

Description: Distributive law for inner product subtraction. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
phlsrng.f	⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
phllmhm.h	⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
phllmhm.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
ipsubdir.m	⊢ − = (-g‘𝑊)
ipsubdir.s	⊢ 𝑆 = (-g‘𝐹)
ip2subdi.p	⊢ + = (+g‘𝐹)
ip2subdi.1	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
ip2subdi.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
ip2subdi.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
ip2subdi.4	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
ip2subdi.5	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑉)

Assertion

Ref	Expression
ip2subdi	⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐵) , (𝐶 − 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))))

Proof of Theorem ip2subdi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2737	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
2		ip2subdi.p	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝐹)
3		ipsubdir.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (-g‘𝐹)
4		ip2subdi.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
5		phllmod 21597	. . . . . . 7 ⊢ (𝑊 ∈ PreHil → 𝑊 ∈ LMod)
6	4, 5	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
7		phlsrng.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
8	7	lmodring 20831	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝐹 ∈ Ring)
9	6, 8	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ Ring)
10		ringabl 20228	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ Abel)
11	9, 10	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ Abel)
12		ip2subdi.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
13		ip2subdi.4	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑉)
14		phllmhm.h	. . . . . 6 ⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
15		phllmhm.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
16	7, 14, 15, 1	ipcl 21600	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
17	4, 12, 13, 16	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
18		ip2subdi.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑉)
19	7, 14, 15, 1	ipcl 21600	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
20	4, 12, 18, 19	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
21		ip2subdi.3	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
22	7, 14, 15, 1	ipcl 21600	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
23	4, 21, 13, 22	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹))
24	1, 2, 3, 11, 17, 20, 23	ablsubsub4 19759	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) = ((𝐴 , 𝐶)𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))))
25	24	oveq1d 7383	. 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 ⊢ − = (-g‘𝑊)
27	15, 26	lmodvsubcl 20870	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐶 − 𝐷) ∈ 𝑉)
28	6, 13, 18, 27	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 − 𝐷) ∈ 𝑉)
29	7, 14, 15, 26, 3	ipsubdir 21609	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ (𝐶 − 𝐷) ∈ 𝑉)) → ((𝐴 − 𝐵) , (𝐶 − 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 − 𝐷))𝑆(𝐵 , (𝐶 − 𝐷))))
30	4, 12, 21, 28, 29	syl13anc 1375	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐵) , (𝐶 − 𝐷)) = ((𝐴 , (𝐶 − 𝐷))𝑆(𝐵 , (𝐶 − 𝐷))))
31	7, 14, 15, 26, 3	ipsubdi 21610	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉)) → (𝐴 , (𝐶 − 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)))
32	4, 12, 13, 18, 31	syl13anc 1375	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , (𝐶 − 𝐷)) = ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)))
33	7, 14, 15, 26, 3	ipsubdi 21610	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ (𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉)) → (𝐵 , (𝐶 − 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷)))
34	4, 21, 13, 18, 33	syl13anc 1375	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , (𝐶 − 𝐷)) = ((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷)))
35	32, 34	oveq12d 7386	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , (𝐶 − 𝐷))𝑆(𝐵 , (𝐶 − 𝐷))) = (((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷))))
36		ringgrp 20185	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ Grp)
37	9, 36	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ Grp)
38	1, 3	grpsubcl 18962	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ Grp ∧ (𝐴 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹)) → ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)) ∈ (Base‘𝐹))
39	37, 17, 20, 38	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷)) ∈ (Base‘𝐹))
40	7, 14, 15, 1	ipcl 21600	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐷 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
41	4, 21, 18, 40	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹))
42	1, 2, 3, 11, 39, 23, 41	ablsubsub 19758	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆((𝐵 , 𝐶)𝑆(𝐵 , 𝐷))) = ((((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) + (𝐵 , 𝐷)))
43	30, 35, 42	3eqtrd 2776	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐵) , (𝐶 − 𝐷)) = ((((𝐴 , 𝐶)𝑆(𝐴 , 𝐷))𝑆(𝐵 , 𝐶)) + (𝐵 , 𝐷)))
44	1, 2	ringacl 20225	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ Ring ∧ (𝐴 , 𝐷) ∈ (Base‘𝐹) ∧ (𝐵 , 𝐶) ∈ (Base‘𝐹)) → ((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶)) ∈ (Base‘𝐹))
45	9, 20, 23, 44	syl3anc 1374	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶)) ∈ (Base‘𝐹))
46	1, 2, 3	abladdsub 19753	. . 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)))
47	11, 17, 41, 45, 46	syl13anc 1375	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) = (((𝐴 , 𝐶)𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))) + (𝐵 , 𝐷)))
48	25, 43, 47	3eqtr4d 2782	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐵) , (𝐶 − 𝐷)) = (((𝐴 , 𝐶) + (𝐵 , 𝐷))𝑆((𝐴 , 𝐷) + (𝐵 , 𝐶))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  +_gcplusg 17189  Scalarcsca 17192  ·_𝑖cip 17194  Grpcgrp 18875  -_gcsg 18877  Abelcabl 19722  Ringcrg 20180  LModclmod 20823  PreHilcphl 21591

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-tpos 8178  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-map 8777  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-0g 17373  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-mhm 18720  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-ghm 19154  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-ur 20129  df-ring 20182  df-oppr 20285  df-rhm 20420  df-staf 20784  df-srng 20785  df-lmod 20825  df-lmhm 20986  df-lvec 21067  df-sra 21137  df-rgmod 21138  df-phl 21593

This theorem is referenced by:  cph2subdi  25178  ipcau2  25202  tcphcphlem1  25203