MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ipasslem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ipasslem1 28612
Description: Lemma for ipassi 28622. Show the inner product associative law for nonnegative integers. (Contributed by NM, 27-Apr-2007.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
ip1i.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
ip1i.2 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
ip1i.4 𝑆 = ( ·𝑠OLD𝑈)
ip1i.7 𝑃 = (·𝑖OLD𝑈)
ip1i.9 𝑈 ∈ CPreHilOLD
ipasslem1.b 𝐵𝑋
Assertion
Ref Expression
ipasslem1 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑁𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑁 · (𝐴𝑃𝐵)))

Proof of Theorem ipasslem1
Dummy variables 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nn0cn 11895 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℂ)
2 ax-1cn 10584 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℂ
3 ip1i.9 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑈 ∈ CPreHilOLD
43phnvi 28597 . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 ∈ NrmCVec
5 ip1i.1 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
6 ip1i.2 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
7 ip1i.4 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑆 = ( ·𝑠OLD𝑈)
85, 6, 7nvdir 28412 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ (𝑘 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋)) → ((𝑘 + 1)𝑆𝐴) = ((𝑘𝑆𝐴)𝐺(1𝑆𝐴)))
94, 8mpan 689 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋) → ((𝑘 + 1)𝑆𝐴) = ((𝑘𝑆𝐴)𝐺(1𝑆𝐴)))
102, 9mp3an2 1446 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋) → ((𝑘 + 1)𝑆𝐴) = ((𝑘𝑆𝐴)𝐺(1𝑆𝐴)))
111, 10sylan 583 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑘 + 1)𝑆𝐴) = ((𝑘𝑆𝐴)𝐺(1𝑆𝐴)))
125, 7nvsid 28408 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (1𝑆𝐴) = 𝐴)
134, 12mpan 689 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝑋 → (1𝑆𝐴) = 𝐴)
1413adantl 485 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (1𝑆𝐴) = 𝐴)
1514oveq2d 7156 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑘𝑆𝐴)𝐺(1𝑆𝐴)) = ((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴))
1611, 15eqtrd 2857 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑘 + 1)𝑆𝐴) = ((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴))
1716oveq1d 7155 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴)𝑃𝐵))
18 ipasslem1.b . . . . . . . . . . . . 13 𝐵𝑋
19 ip1i.7 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑃 = (·𝑖OLD𝑈)
205, 19dipcl 28493 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) ∈ ℂ)
214, 18, 20mp3an13 1449 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝑋 → (𝐴𝑃𝐵) ∈ ℂ)
2221mulid2d 10648 . . . . . . . . . . 11 (𝐴𝑋 → (1 · (𝐴𝑃𝐵)) = (𝐴𝑃𝐵))
2322adantl 485 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (1 · (𝐴𝑃𝐵)) = (𝐴𝑃𝐵))
2423oveq2d 7156 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))) = (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (𝐴𝑃𝐵)))
255, 7nvscl 28407 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋) → (𝑘𝑆𝐴) ∈ 𝑋)
264, 25mp3an1 1445 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 𝐴𝑋) → (𝑘𝑆𝐴) ∈ 𝑋)
271, 26sylan 583 . . . . . . . . . 10 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (𝑘𝑆𝐴) ∈ 𝑋)
285, 6, 7, 19, 3ipdiri 28611 . . . . . . . . . . 11 (((𝑘𝑆𝐴) ∈ 𝑋𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴)𝑃𝐵) = (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (𝐴𝑃𝐵)))
2918, 28mp3an3 1447 . . . . . . . . . 10 (((𝑘𝑆𝐴) ∈ 𝑋𝐴𝑋) → (((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴)𝑃𝐵) = (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (𝐴𝑃𝐵)))
3027, 29sylancom 591 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴)𝑃𝐵) = (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (𝐴𝑃𝐵)))
3124, 30eqtr4d 2860 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))) = (((𝑘𝑆𝐴)𝐺𝐴)𝑃𝐵))
3217, 31eqtr4d 2860 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
33 oveq1 7147 . . . . . . 7 (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) → (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))) = ((𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
3432, 33sylan9eq 2877 . . . . . 6 (((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) ∧ ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵))) → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
35 adddir 10621 . . . . . . . . 9 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ (𝐴𝑃𝐵) ∈ ℂ) → ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)) = ((𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
362, 35mp3an2 1446 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℂ ∧ (𝐴𝑃𝐵) ∈ ℂ) → ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)) = ((𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
371, 21, 36syl2an 598 . . . . . . 7 ((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)) = ((𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
3837adantr 484 . . . . . 6 (((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) ∧ ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵))) → ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)) = ((𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) + (1 · (𝐴𝑃𝐵))))
3934, 38eqtr4d 2860 . . . . 5 (((𝑘 ∈ ℕ0𝐴𝑋) ∧ ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵))) → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)))
4039exp31 423 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑋 → (((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)) → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)))))
4140a2d 29 . . 3 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝐴𝑋 → ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵))) → (𝐴𝑋 → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)))))
42 eqid 2822 . . . . . 6 (0vec𝑈) = (0vec𝑈)
435, 42, 19dip0l 28499 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → ((0vec𝑈)𝑃𝐵) = 0)
444, 18, 43mp2an 691 . . . 4 ((0vec𝑈)𝑃𝐵) = 0
455, 7, 42nv0 28418 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋) → (0𝑆𝐴) = (0vec𝑈))
464, 45mpan 689 . . . . 5 (𝐴𝑋 → (0𝑆𝐴) = (0vec𝑈))
4746oveq1d 7155 . . . 4 (𝐴𝑋 → ((0𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((0vec𝑈)𝑃𝐵))
4821mul02d 10827 . . . 4 (𝐴𝑋 → (0 · (𝐴𝑃𝐵)) = 0)
4944, 47, 483eqtr4a 2883 . . 3 (𝐴𝑋 → ((0𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (0 · (𝐴𝑃𝐵)))
50 oveq1 7147 . . . . . 6 (𝑗 = 0 → (𝑗𝑆𝐴) = (0𝑆𝐴))
5150oveq1d 7155 . . . . 5 (𝑗 = 0 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((0𝑆𝐴)𝑃𝐵))
52 oveq1 7147 . . . . 5 (𝑗 = 0 → (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) = (0 · (𝐴𝑃𝐵)))
5351, 52eqeq12d 2838 . . . 4 (𝑗 = 0 → (((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) ↔ ((0𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (0 · (𝐴𝑃𝐵))))
5453imbi2d 344 . . 3 (𝑗 = 0 → ((𝐴𝑋 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵))) ↔ (𝐴𝑋 → ((0𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (0 · (𝐴𝑃𝐵)))))
55 oveq1 7147 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑘 → (𝑗𝑆𝐴) = (𝑘𝑆𝐴))
5655oveq1d 7155 . . . . 5 (𝑗 = 𝑘 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵))
57 oveq1 7147 . . . . 5 (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)))
5856, 57eqeq12d 2838 . . . 4 (𝑗 = 𝑘 → (((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) ↔ ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵))))
5958imbi2d 344 . . 3 (𝑗 = 𝑘 → ((𝐴𝑋 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵))) ↔ (𝐴𝑋 → ((𝑘𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑘 · (𝐴𝑃𝐵)))))
60 oveq1 7147 . . . . . 6 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝑗𝑆𝐴) = ((𝑘 + 1)𝑆𝐴))
6160oveq1d 7155 . . . . 5 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵))
62 oveq1 7147 . . . . 5 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) = ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)))
6361, 62eqeq12d 2838 . . . 4 (𝑗 = (𝑘 + 1) → (((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) ↔ (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵))))
6463imbi2d 344 . . 3 (𝑗 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑋 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵))) ↔ (𝐴𝑋 → (((𝑘 + 1)𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑘 + 1) · (𝐴𝑃𝐵)))))
65 oveq1 7147 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑁 → (𝑗𝑆𝐴) = (𝑁𝑆𝐴))
6665oveq1d 7155 . . . . 5 (𝑗 = 𝑁 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = ((𝑁𝑆𝐴)𝑃𝐵))
67 oveq1 7147 . . . . 5 (𝑗 = 𝑁 → (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) = (𝑁 · (𝐴𝑃𝐵)))
6866, 67eqeq12d 2838 . . . 4 (𝑗 = 𝑁 → (((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵)) ↔ ((𝑁𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑁 · (𝐴𝑃𝐵))))
6968imbi2d 344 . . 3 (𝑗 = 𝑁 → ((𝐴𝑋 → ((𝑗𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑗 · (𝐴𝑃𝐵))) ↔ (𝐴𝑋 → ((𝑁𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑁 · (𝐴𝑃𝐵)))))
7041, 49, 54, 59, 64, 69nn0indALT 12066 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑋 → ((𝑁𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑁 · (𝐴𝑃𝐵))))
7170imp 410 1 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑁𝑆𝐴)𝑃𝐵) = (𝑁 · (𝐴𝑃𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2114  cfv 6334  (class class class)co 7140  cc 10524  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531  0cn0 11885  NrmCVeccnv 28365   +𝑣 cpv 28366  BaseSetcba 28367   ·𝑠OLD cns 28368  0veccn0v 28369  ·𝑖OLDcdip 28481  CPreHilOLDccphlo 28593
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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  ax-inf2 9092  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  ax-pre-sup 10604
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rmo 3138  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4814  df-int 4852  df-iun 4896  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5437  df-eprel 5442  df-po 5451  df-so 5452  df-fr 5491  df-se 5492  df-we 5493  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-isom 6343  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-om 7566  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-oadd 8093  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-seq 13365  df-exp 13426  df-hash 13687  df-cj 14449  df-re 14450  df-im 14451  df-sqrt 14585  df-abs 14586  df-clim 14836  df-sum 15034  df-grpo 28274  df-gid 28275  df-ginv 28276  df-ablo 28326  df-vc 28340  df-nv 28373  df-va 28376  df-ba 28377  df-sm 28378  df-0v 28379  df-nmcv 28381  df-dip 28482  df-ph 28594
This theorem is referenced by:  ipasslem2  28613  ipasslem3  28614  ipasslem4  28615
  Copyright terms: Public domain W3C validator