MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ipval2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ipval2 29649
Description: Expansion of the inner product value ipval 29645. (Contributed by NM, 31-Jan-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 5-May-2014.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
dipfval.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
dipfval.2 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
dipfval.4 𝑆 = ( ·𝑠OLD𝑈)
dipfval.6 𝑁 = (normCV𝑈)
dipfval.7 𝑃 = (·𝑖OLD𝑈)
Assertion
Ref Expression
ipval2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) / 4))

Proof of Theorem ipval2
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dipfval.1 . . 3 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
2 dipfval.2 . . 3 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
3 dipfval.4 . . 3 𝑆 = ( ·𝑠OLD𝑈)
4 dipfval.6 . . 3 𝑁 = (normCV𝑈)
5 dipfval.7 . . 3 𝑃 = (·𝑖OLD𝑈)
61, 2, 3, 4, 5ipval 29645 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) / 4))
7 ax-icn 11110 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
81, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 29648 . . . . . . . . . 10 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
97, 8mpan2 689 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
10 mulcl 11135 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
117, 9, 10sylancr 587 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
12 neg1cn 12267 . . . . . . . . 9 -1 ∈ ℂ
131, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 29648 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -1 ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1412, 13mpan2 689 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1511, 14subcld 11512 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
16 negicn 11402 . . . . . . . . 9 -i ∈ ℂ
171, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 29648 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1816, 17mpan2 689 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
19 mulcl 11135 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
207, 18, 19sylancr 587 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
2115, 20negsubd 11518 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
2214mulm1d 11607 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
2322oveq2d 7373 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
2411, 14negsubd 11518 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
2523, 24eqtrd 2776 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
26 mulneg1 11591 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
277, 18, 26sylancr 587 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
2825, 27oveq12d 7375 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
29 subdi 11588 . . . . . . . . . 10 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
307, 29mp3an1 1448 . . . . . . . . 9 ((((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
319, 18, 30syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3231oveq1d 7372 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
3311, 20, 14sub32d 11544 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3432, 33eqtrd 2776 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3521, 28, 343eqtr4d 2786 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
361, 3nvsid 29569 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (1𝑆𝐵) = 𝐵)
3736oveq2d 7373 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺𝐵))
3837fveq2d 6846 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝐵)))
3938oveq1d 7372 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
40393adant2 1131 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4140oveq2d 7373 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
421, 2, 3, 4, 5ipval2lem3 29647 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℝ)
4342recnd 11183 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℂ)
4443mulid2d 11173 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4541, 44eqtrd 2776 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4635, 45oveq12d 7375 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
47 nnuz 12806 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
48 df-4 12218 . . . . . 6 4 = (3 + 1)
49 oveq2 7365 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = (i↑4))
50 i4 14108 . . . . . . . 8 (i↑4) = 1
5149, 50eqtrdi 2792 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = 1)
5251oveq1d 7372 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (1𝑆𝐵))
5352oveq2d 7373 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 4 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))
5453fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))))
5554oveq1d 7372 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))
5651, 55oveq12d 7375 . . . . . 6 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)))
57 nnnn0 12420 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
58 expcl 13985 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
597, 57, 58sylancr 587 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
6059adantl 482 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
611, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 29648 . . . . . . . 8 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ (i↑𝑘) ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6259, 61sylan2 593 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6360, 62mulcld 11175 . . . . . 6 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
64 df-3 12217 . . . . . . 7 3 = (2 + 1)
65 oveq2 7365 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = (i↑3))
66 i3 14107 . . . . . . . . 9 (i↑3) = -i
6765, 66eqtrdi 2792 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = -i)
6867oveq1d 7372 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-i𝑆𝐵))
6968oveq2d 7373 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))
7069fveq2d 6846 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵))))
7170oveq1d 7372 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))
7267, 71oveq12d 7375 . . . . . . 7 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
73 df-2 12216 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
74 oveq2 7365 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = (i↑2))
75 i2 14106 . . . . . . . . . 10 (i↑2) = -1
7674, 75eqtrdi 2792 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = -1)
7776oveq1d 7372 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-1𝑆𝐵))
7877oveq2d 7373 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))
7978fveq2d 6846 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵))))
8079oveq1d 7372 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
8176, 80oveq12d 7375 . . . . . . . 8 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
82 1z 12533 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℤ
83 oveq2 7365 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = (i↑1))
84 exp1 13973 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ → (i↑1) = i)
857, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (i↑1) = i
8683, 85eqtrdi 2792 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = i)
8786oveq1d 7372 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (i𝑆𝐵))
8887oveq2d 7373 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 1 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))
8988fveq2d 6846 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵))))
9089oveq1d 7372 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))
9186, 90oveq12d 7375 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
9291fsum1 15632 . . . . . . . . . 10 ((1 ∈ ℤ ∧ (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
9382, 11, 92sylancr 587 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
94 1nn 12164 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ
9593, 94jctil 520 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))))
96 eqidd 2737 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))))
9747, 73, 81, 63, 95, 96fsump1i 15654 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (2 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...2)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))))
98 eqidd 2737 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
9947, 64, 72, 63, 97, 98fsump1i 15654 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (3 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...3)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))))
100 eqidd 2737 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))) = ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))))
10147, 48, 56, 63, 99, 100fsump1i 15654 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (4 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)))))
102101simprd 496 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))) + (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))))
10343, 14subcld 11512 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
1049, 18subcld 11512 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
105 mulcl 11135 . . . . . . 7 ((i ∈ ℂ ∧ (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) ∈ ℂ)
1067, 104, 105sylancr 587 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) ∈ ℂ)
107103, 106addcomd 11357 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) = ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))))
108106, 14, 43subadd23d 11534 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)) = ((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) + (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))))
109107, 108eqtr4d 2779 . . . 4 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) = (((i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
11046, 102, 1093eqtr4d 2786 . . 3 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))))
111110oveq1d 7372 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) / 4) = (((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) / 4))
1126, 111eqtrd 2776 1 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (((((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) + (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))) / 4))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  cfv 6496  (class class class)co 7357  cc 11049  1c1 11052  ici 11053   + caddc 11054   · cmul 11056  cmin 11385  -cneg 11386   / cdiv 11812  cn 12153  2c2 12208  3c3 12209  4c4 12210  0cn0 12413  cz 12499  ...cfz 13424  cexp 13967  Σcsu 15570  NrmCVeccnv 29526   +𝑣 cpv 29527  BaseSetcba 29528   ·𝑠OLD cns 29529  normCVcnmcv 29532  ·𝑖OLDcdip 29642
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-inf2 9577  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9378  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-rp 12916  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-seq 13907  df-exp 13968  df-hash 14231  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-clim 15370  df-sum 15571  df-grpo 29435  df-ablo 29487  df-vc 29501  df-nv 29534  df-va 29537  df-ba 29538  df-sm 29539  df-0v 29540  df-nmcv 29542  df-dip 29643
This theorem is referenced by:  4ipval2  29650  ipval3  29651  ipidsq  29652  dipcj  29656  dip0r  29659
  Copyright terms: Public domain W3C validator