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

Theorem ipval2 30510
Description: Expansion of the inner product value ipval 30506. (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 30506 . 2 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴𝑃𝐵) = (Σ𝑘 ∈ (1...4)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) / 4))
7 ax-icn 11191 . . . . . . . . 9 i ∈ ℂ
81, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 30509 . . . . . . . . . 10 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
97, 8mpan2 690 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
10 mulcl 11216 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
117, 9, 10sylancr 586 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
12 neg1cn 12350 . . . . . . . . 9 -1 ∈ ℂ
131, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 30509 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -1 ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1412, 13mpan2 690 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1511, 14subcld 11595 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
16 negicn 11485 . . . . . . . . 9 -i ∈ ℂ
171, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 30509 . . . . . . . . 9 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ -i ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
1816, 17mpan2 690 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
19 mulcl 11216 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
207, 18, 19sylancr 586 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
2115, 20negsubd 11601 . . . . . 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 11690 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
2322oveq2d 7430 . . . . . . . 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 11601 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) + -((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
2523, 24eqtrd 2768 . . . . . . 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 11674 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
277, 18, 26sylancr 586 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) = -(i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
2825, 27oveq12d 7432 . . . . . 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 11671 . . . . . . . . . 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 1445 . . . . . . . . 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 583 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) = ((i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)) − (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))))
3231oveq1d 7429 . . . . . . 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 11627 . . . . . . 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 2768 . . . . . 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 2778 . . . . 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 30430 . . . . . . . . . . 11 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (1𝑆𝐵) = 𝐵)
3736oveq2d 7430 . . . . . . . . . 10 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺𝐵))
3837fveq2d 6895 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝐵)))
3938oveq1d 7429 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
40393adant2 1129 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4140oveq2d 7430 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)))
421, 2, 3, 4, 5ipval2lem3 30508 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℝ)
4342recnd 11266 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) ∈ ℂ)
4443mullidd 11256 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4541, 44eqtrd 2768 . . . . 5 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
4635, 45oveq12d 7432 . . . 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 12889 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
48 df-4 12301 . . . . . 6 4 = (3 + 1)
49 oveq2 7422 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = (i↑4))
50 i4 14193 . . . . . . . 8 (i↑4) = 1
5149, 50eqtrdi 2784 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → (i↑𝑘) = 1)
5251oveq1d 7429 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (1𝑆𝐵))
5352oveq2d 7430 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 4 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))
5453fveq2d 6895 . . . . . . . 8 (𝑘 = 4 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵))))
5554oveq1d 7429 . . . . . . 7 (𝑘 = 4 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2))
5651, 55oveq12d 7432 . . . . . 6 (𝑘 = 4 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(1𝑆𝐵)))↑2)))
57 nnnn0 12503 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℕ0)
58 expcl 14070 . . . . . . . . 9 ((i ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
597, 57, 58sylancr 586 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ℕ → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
6059adantl 481 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → (i↑𝑘) ∈ ℂ)
611, 2, 3, 4, 5ipval2lem4 30509 . . . . . . . 8 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ (i↑𝑘) ∈ ℂ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6259, 61sylan2 592 . . . . . . 7 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) ∈ ℂ)
6360, 62mulcld 11258 . . . . . 6 (((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
64 df-3 12300 . . . . . . 7 3 = (2 + 1)
65 oveq2 7422 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = (i↑3))
66 i3 14192 . . . . . . . . 9 (i↑3) = -i
6765, 66eqtrdi 2784 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → (i↑𝑘) = -i)
6867oveq1d 7429 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-i𝑆𝐵))
6968oveq2d 7430 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))
7069fveq2d 6895 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵))))
7170oveq1d 7429 . . . . . . . 8 (𝑘 = 3 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))
7267, 71oveq12d 7432 . . . . . . 7 (𝑘 = 3 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)))
73 df-2 12299 . . . . . . . 8 2 = (1 + 1)
74 oveq2 7422 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = (i↑2))
75 i2 14191 . . . . . . . . . 10 (i↑2) = -1
7674, 75eqtrdi 2784 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → (i↑𝑘) = -1)
7776oveq1d 7429 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (-1𝑆𝐵))
7877oveq2d 7430 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))
7978fveq2d 6895 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵))))
8079oveq1d 7429 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2))
8176, 80oveq12d 7432 . . . . . . . 8 (𝑘 = 2 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (-1 · ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)))
82 1z 12616 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℤ
83 oveq2 7422 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = (i↑1))
84 exp1 14058 . . . . . . . . . . . . . 14 (i ∈ ℂ → (i↑1) = i)
857, 84ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (i↑1) = i
8683, 85eqtrdi 2784 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → (i↑𝑘) = i)
8786oveq1d 7429 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘)𝑆𝐵) = (i𝑆𝐵))
8887oveq2d 7430 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 1 → (𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)) = (𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))
8988fveq2d 6895 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 1 → (𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵))) = (𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵))))
9089oveq1d 7429 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 1 → ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))
9186, 90oveq12d 7432 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 1 → ((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
9291fsum1 15719 . . . . . . . . . 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 586 . . . . . . . . 9 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2)))
94 1nn 12247 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ
9593, 94jctil 519 . . . . . . . 8 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (1 ∈ ℕ ∧ Σ𝑘 ∈ (1...1)((i↑𝑘) · ((𝑁‘(𝐴𝐺((i↑𝑘)𝑆𝐵)))↑2)) = (i · ((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2))))
96 eqidd 2729 . . . . . . . 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 15741 . . . . . . 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 2729 . . . . . . 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 15741 . . . . . 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 2729 . . . . . 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 15741 . . . . 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 495 . . . 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 11595 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-1𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
1049, 18subcld 11595 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2)) ∈ ℂ)
105 mulcl 11216 . . . . . . 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 586 . . . . . 6 ((𝑈 ∈ NrmCVec ∧ 𝐴𝑋𝐵𝑋) → (i · (((𝑁‘(𝐴𝐺(i𝑆𝐵)))↑2) − ((𝑁‘(𝐴𝐺(-i𝑆𝐵)))↑2))) ∈ ℂ)
107103, 106addcomd 11440 . . . . 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 11617 . . . . 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 2771 . . . 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 2778 . . 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 7429 . 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 2768 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 395  w3a 1085   = wceq 1534  wcel 2099  cfv 6542  (class class class)co 7414  cc 11130  1c1 11133  ici 11134   + caddc 11135   · cmul 11137  cmin 11468  -cneg 11469   / cdiv 11895  cn 12236  2c2 12291  3c3 12292  4c4 12293  0cn0 12496  cz 12582  ...cfz 13510  cexp 14052  Σcsu 15658  NrmCVeccnv 30387   +𝑣 cpv 30388  BaseSetcba 30389   ·𝑠OLD cns 30390  normCVcnmcv 30393  ·𝑖OLDcdip 30503
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-inf2 9658  ax-cnex 11188  ax-resscn 11189  ax-1cn 11190  ax-icn 11191  ax-addcl 11192  ax-addrcl 11193  ax-mulcl 11194  ax-mulrcl 11195  ax-mulcom 11196  ax-addass 11197  ax-mulass 11198  ax-distr 11199  ax-i2m1 11200  ax-1ne0 11201  ax-1rid 11202  ax-rnegex 11203  ax-rrecex 11204  ax-cnre 11205  ax-pre-lttri 11206  ax-pre-lttrn 11207  ax-pre-ltadd 11208  ax-pre-mulgt0 11209  ax-pre-sup 11210
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3472  df-sbc 3776  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3964  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-se 5628  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-isom 6551  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9459  df-oi 9527  df-card 9956  df-pnf 11274  df-mnf 11275  df-xr 11276  df-ltxr 11277  df-le 11278  df-sub 11470  df-neg 11471  df-div 11896  df-nn 12237  df-2 12299  df-3 12300  df-4 12301  df-n0 12497  df-z 12583  df-uz 12847  df-rp 13001  df-fz 13511  df-fzo 13654  df-seq 13993  df-exp 14053  df-hash 14316  df-cj 15072  df-re 15073  df-im 15074  df-sqrt 15208  df-abs 15209  df-clim 15458  df-sum 15659  df-grpo 30296  df-ablo 30348  df-vc 30362  df-nv 30395  df-va 30398  df-ba 30399  df-sm 30400  df-0v 30401  df-nmcv 30403  df-dip 30504
This theorem is referenced by:  4ipval2  30511  ipval3  30512  ipidsq  30513  dipcj  30517  dip0r  30520
  Copyright terms: Public domain W3C validator