Proof of Theorem ncvspi
Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | elin 3903 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ↔ (𝑊
∈ NrmVec ∧ 𝑊
∈ ℂVec)) |
2 | | nvcnlm 23860 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ NrmMod) |
3 | | nlmngp 23841 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑊 ∈ NrmMod → 𝑊 ∈ NrmGrp) |
4 | 2, 3 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ NrmGrp) |
5 | 4 | adantr 481 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ NrmVec ∧ 𝑊 ∈ ℂVec) → 𝑊 ∈ NrmGrp) |
6 | 1, 5 | sylbi 216 |
. . . . . 6
⊢ (𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) → 𝑊 ∈
NrmGrp) |
7 | 6 | 3ad2ant1 1132 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ NrmGrp) |
8 | | nvclmod 23862 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ LMod) |
9 | | lmodgrp 20130 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp) |
10 | 8, 9 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ Grp) |
11 | 10 | adantr 481 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑊 ∈ NrmVec ∧ 𝑊 ∈ ℂVec) → 𝑊 ∈ Grp) |
12 | 1, 11 | sylbi 216 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) → 𝑊 ∈
Grp) |
13 | 12 | 3ad2ant1 1132 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ Grp) |
14 | | simp2l 1198 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝐴 ∈ 𝑉) |
15 | | id 22 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈
ℂVec) |
16 | 15 | cvsclm 24289 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈
ℂMod) |
17 | 1, 16 | simplbiim 505 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) → 𝑊 ∈
ℂMod) |
18 | 17 | 3ad2ant1 1132 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ ℂMod) |
19 | | simp3 1137 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → i ∈ 𝐾) |
20 | | simp2r 1199 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝐵 ∈ 𝑉) |
21 | | ncvsprp.v |
. . . . . . . 8
⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊) |
22 | | ncvspi.f |
. . . . . . . 8
⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊) |
23 | | ncvsprp.s |
. . . . . . . 8
⊢ · = (
·𝑠 ‘𝑊) |
24 | | ncvspi.k |
. . . . . . . 8
⊢ 𝐾 = (Base‘𝐹) |
25 | 21, 22, 23, 24 | clmvscl 24251 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ i
∈ 𝐾 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (i · 𝐵) ∈ 𝑉) |
26 | 18, 19, 20, 25 | syl3anc 1370 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (i · 𝐵) ∈ 𝑉) |
27 | | ncvsdif.p |
. . . . . . 7
⊢ + =
(+g‘𝑊) |
28 | 21, 27 | grpcl 18585 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (i · 𝐵) ∈ 𝑉) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉) |
29 | 13, 14, 26, 28 | syl3anc 1370 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉) |
30 | | ncvsprp.n |
. . . . . 6
⊢ 𝑁 = (norm‘𝑊) |
31 | 21, 30 | nmcl 23772 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℝ) |
32 | 7, 29, 31 | syl2anc 584 |
. . . 4
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℝ) |
33 | 32 | recnd 11003 |
. . 3
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℂ) |
34 | 33 | mulid2d 10993 |
. 2
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (1 · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) |
35 | | ax-icn 10930 |
. . . . . 6
⊢ i ∈
ℂ |
36 | 35 | absnegi 15112 |
. . . . 5
⊢
(abs‘-i) = (abs‘i) |
37 | | absi 14998 |
. . . . 5
⊢
(abs‘i) = 1 |
38 | 36, 37 | eqtri 2766 |
. . . 4
⊢
(abs‘-i) = 1 |
39 | 38 | oveq1i 7285 |
. . 3
⊢
((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (1 · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) |
40 | | simp1 1135 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec)) |
41 | 22, 24 | clmneg 24244 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ i
∈ 𝐾) → -i =
((invg‘𝐹)‘i)) |
42 | 16, 41 | sylan 580 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ i
∈ 𝐾) → -i =
((invg‘𝐹)‘i)) |
43 | 22 | clmfgrp 24234 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑊 ∈ ℂMod → 𝐹 ∈ Grp) |
44 | 16, 43 | syl 17 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝑊 ∈ ℂVec → 𝐹 ∈ Grp) |
45 | | eqid 2738 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢
(invg‘𝐹) = (invg‘𝐹) |
46 | 24, 45 | grpinvcl 18627 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐹 ∈ Grp ∧ i ∈ 𝐾) →
((invg‘𝐹)‘i) ∈ 𝐾) |
47 | 44, 46 | sylan 580 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ i
∈ 𝐾) →
((invg‘𝐹)‘i) ∈ 𝐾) |
48 | 42, 47 | eqeltrd 2839 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ i
∈ 𝐾) → -i ∈
𝐾) |
49 | 48 | ex 413 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑊 ∈ ℂVec → (i
∈ 𝐾 → -i ∈
𝐾)) |
50 | 1, 49 | simplbiim 505 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) → (i ∈ 𝐾 → -i ∈ 𝐾)) |
51 | 50 | imp 407 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ i ∈ 𝐾) → -i ∈ 𝐾) |
52 | 51 | 3adant2 1130 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → -i ∈ 𝐾) |
53 | 21, 30, 23, 22, 24 | ncvsprp 24316 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ -i ∈ 𝐾 ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉) → (𝑁‘(-i · (𝐴 + (i · 𝐵)))) = ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))))) |
54 | 40, 52, 29, 53 | syl3anc 1370 |
. . . 4
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(-i · (𝐴 + (i · 𝐵)))) = ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))))) |
55 | 21, 22, 23, 24, 27 | clmvsdi 24255 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (-i
∈ 𝐾 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (i · 𝐵) ∈ 𝑉)) → (-i · (𝐴 + (i · 𝐵))) = ((-i · 𝐴) + (-i · (i · 𝐵)))) |
56 | 18, 52, 14, 26, 55 | syl13anc 1371 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · (𝐴 + (i · 𝐵))) = ((-i · 𝐴) + (-i · (i · 𝐵)))) |
57 | 35, 35 | mulneg1i 11421 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (-i
· i) = -(i · i) |
58 | | ixi 11604 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (i
· i) = -1 |
59 | 58 | negeqi 11214 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ -(i
· i) = --1 |
60 | | negneg1e1 12091 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ --1 =
1 |
61 | 59, 60 | eqtri 2766 |
. . . . . . . . . 10
⊢ -(i
· i) = 1 |
62 | 57, 61 | eqtri 2766 |
. . . . . . . . 9
⊢ (-i
· i) = 1 |
63 | 62 | oveq1i 7285 |
. . . . . . . 8
⊢ ((-i
· i) · 𝐵) = (1 · 𝐵) |
64 | 21, 22, 23, 24 | clmvsass 24252 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (-i
∈ 𝐾 ∧ i ∈
𝐾 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉)) → ((-i · i) · 𝐵) = (-i · (i · 𝐵))) |
65 | 18, 52, 19, 20, 64 | syl13anc 1371 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((-i · i) · 𝐵) = (-i · (i · 𝐵))) |
66 | | simpr 485 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → 𝐵 ∈ 𝑉) |
67 | 17, 66 | anim12i 613 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉)) → (𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉)) |
68 | 67 | 3adant3 1131 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉)) |
69 | 21, 23 | clmvs1 24256 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (1 · 𝐵) = 𝐵) |
70 | 68, 69 | syl 17 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (1 · 𝐵) = 𝐵) |
71 | 63, 65, 70 | 3eqtr3a 2802 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · (i · 𝐵)) = 𝐵) |
72 | 71 | oveq2d 7291 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((-i · 𝐴) + (-i · (i · 𝐵))) = ((-i · 𝐴) + 𝐵)) |
73 | | clmabl 24232 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑊 ∈ ℂMod → 𝑊 ∈ Abel) |
74 | 16, 73 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ Abel) |
75 | 1, 74 | simplbiim 505 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) → 𝑊 ∈
Abel) |
76 | 75 | 3ad2ant1 1132 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ Abel) |
77 | 21, 22, 23, 24 | clmvscl 24251 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ -i
∈ 𝐾 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (-i · 𝐴) ∈ 𝑉) |
78 | 18, 52, 14, 77 | syl3anc 1370 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · 𝐴) ∈ 𝑉) |
79 | 21, 27 | ablcom 19404 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝑊 ∈ Abel ∧ (-i · 𝐴) ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → ((-i · 𝐴) + 𝐵) = (𝐵 + (-i · 𝐴))) |
80 | 76, 78, 20, 79 | syl3anc 1370 |
. . . . . 6
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((-i · 𝐴) + 𝐵) = (𝐵 + (-i · 𝐴))) |
81 | 56, 72, 80 | 3eqtrd 2782 |
. . . . 5
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · (𝐴 + (i · 𝐵))) = (𝐵 + (-i · 𝐴))) |
82 | 81 | fveq2d 6778 |
. . . 4
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(-i · (𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴)))) |
83 | 54, 82 | eqtr3d 2780 |
. . 3
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴)))) |
84 | 39, 83 | eqtr3id 2792 |
. 2
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (1 · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴)))) |
85 | 34, 84 | eqtr3d 2780 |
1
⊢ ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩
ℂVec) ∧ (𝐴 ∈
𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴)))) |