Hilbert Space Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  lnopeq0lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lnopeq0lem1 29798
 Description: Lemma for lnopeq0i 29800. Apply the generalized polarization identity polid2i 28950 to the quadratic form ((𝑇‘𝑥), 𝑥). (Contributed by NM, 26-Jul-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
lnopeq0.1 𝑇 ∈ LinOp
lnopeq0lem1.2 𝐴 ∈ ℋ
lnopeq0lem1.3 𝐵 ∈ ℋ
Assertion
Ref Expression
lnopeq0lem1 ((𝑇𝐴) ·ih 𝐵) = (((((𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − ((𝑇‘(𝐴 𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · (((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))) / 4)

Proof of Theorem lnopeq0lem1
StepHypRef Expression
1 lnopeq0lem1.2 . . . 4 𝐴 ∈ ℋ
2 lnopeq0.1 . . . . . 6 𝑇 ∈ LinOp
32lnopfi 29762 . . . . 5 𝑇: ℋ⟶ ℋ
43ffvelrni 6828 . . . 4 (𝐴 ∈ ℋ → (𝑇𝐴) ∈ ℋ)
51, 4ax-mp 5 . . 3 (𝑇𝐴) ∈ ℋ
6 lnopeq0lem1.3 . . 3 𝐵 ∈ ℋ
73ffvelrni 6828 . . . 4 (𝐵 ∈ ℋ → (𝑇𝐵) ∈ ℋ)
86, 7ax-mp 5 . . 3 (𝑇𝐵) ∈ ℋ
95, 6, 8, 1polid2i 28950 . 2 ((𝑇𝐴) ·ih 𝐵) = ((((((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − (((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · ((((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − (((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))) / 4)
102lnopaddi 29764 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ) → (𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) = ((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵)))
111, 6, 10mp2an 691 . . . . . 6 (𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) = ((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵))
1211oveq1i 7146 . . . . 5 ((𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) = (((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵))
132lnopsubi 29767 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ) → (𝑇‘(𝐴 𝐵)) = ((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵)))
141, 6, 13mp2an 691 . . . . . 6 (𝑇‘(𝐴 𝐵)) = ((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵))
1514oveq1i 7146 . . . . 5 ((𝑇‘(𝐴 𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))
1612, 15oveq12i 7148 . . . 4 (((𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − ((𝑇‘(𝐴 𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) = ((((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − (((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵)))
17 ax-icn 10588 . . . . . . . 8 i ∈ ℂ
182lnopaddmuli 29766 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ) → (𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = ((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))))
1917, 1, 6, 18mp3an 1458 . . . . . . 7 (𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = ((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵)))
2019oveq1i 7146 . . . . . 6 ((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) = (((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵)))
212lnopsubmuli 29768 . . . . . . . 8 ((i ∈ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ) → (𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) = ((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))))
2217, 1, 6, 21mp3an 1458 . . . . . . 7 (𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) = ((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵)))
2322oveq1i 7146 . . . . . 6 ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵))) = (((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))
2420, 23oveq12i 7148 . . . . 5 (((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))) = ((((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − (((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵))))
2524oveq2i 7147 . . . 4 (i · (((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵))))) = (i · ((((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − (((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))
2616, 25oveq12i 7148 . . 3 ((((𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − ((𝑇‘(𝐴 𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · (((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))) = (((((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − (((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · ((((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − (((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵))))))
2726oveq1i 7146 . 2 (((((𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − ((𝑇‘(𝐴 𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · (((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))) / 4) = ((((((𝑇𝐴) + (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − (((𝑇𝐴) − (𝑇𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · ((((𝑇𝐴) + (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − (((𝑇𝐴) − (i · (𝑇𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))) / 4)
289, 27eqtr4i 2824 1 ((𝑇𝐴) ·ih 𝐵) = (((((𝑇‘(𝐴 + 𝐵)) ·ih (𝐴 + 𝐵)) − ((𝑇‘(𝐴 𝐵)) ·ih (𝐴 𝐵))) + (i · (((𝑇‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 + (i · 𝐵))) − ((𝑇‘(𝐴 (i · 𝐵))) ·ih (𝐴 (i · 𝐵)))))) / 4)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ‘cfv 6325  (class class class)co 7136  ℂcc 10527  ici 10531   + caddc 10532   · cmul 10534   − cmin 10862   / cdiv 11289  4c4 11685   ℋchba 28712   +ℎ cva 28713   ·ℎ csm 28714   ·ih csp 28715   −ℎ cmv 28718  LinOpclo 28740 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 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5168  ax-nul 5175  ax-pow 5232  ax-pr 5296  ax-un 7444  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-hilex 28792  ax-hfvadd 28793  ax-hvass 28795  ax-hv0cl 28796  ax-hvaddid 28797  ax-hfvmul 28798  ax-hvmulid 28799  ax-hvdistr2 28802  ax-hvmul0 28803  ax-hfi 28872  ax-his1 28875  ax-his2 28876  ax-his3 28877 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-op 4532  df-uni 4802  df-iun 4884  df-br 5032  df-opab 5094  df-mpt 5112  df-id 5426  df-po 5439  df-so 5440  df-xp 5526  df-rel 5527  df-cnv 5528  df-co 5529  df-dm 5530  df-rn 5531  df-res 5532  df-ima 5533  df-iota 6284  df-fun 6327  df-fn 6328  df-f 6329  df-f1 6330  df-fo 6331  df-f1o 6332  df-fv 6333  df-riota 7094  df-ov 7139  df-oprab 7140  df-mpo 7141  df-er 8275  df-map 8394  df-en 8496  df-dom 8497  df-sdom 8498  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-2 11691  df-3 11692  df-4 11693  df-cj 14453  df-re 14454  df-im 14455  df-hvsub 28764  df-lnop 29634 This theorem is referenced by:  lnopeq0lem2  29799
 Copyright terms: Public domain W3C validator