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

Theorem ncvspi 25203
Description: The norm of a vector plus the imaginary scalar product of another. (Contributed by NM, 2-Feb-2007.) (Revised by AV, 8-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
ncvsprp.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
ncvsprp.n 𝑁 = (norm‘𝑊)
ncvsprp.s · = ( ·𝑠𝑊)
ncvsdif.p + = (+g𝑊)
ncvspi.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
ncvspi.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
Assertion
Ref Expression
ncvspi ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴))))

Proof of Theorem ncvspi
StepHypRef Expression
1 elin 3978 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ↔ (𝑊 ∈ NrmVec ∧ 𝑊 ∈ ℂVec))
2 nvcnlm 24732 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ NrmMod)
3 nlmngp 24713 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ NrmMod → 𝑊 ∈ NrmGrp)
42, 3syl 17 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ NrmGrp)
54adantr 480 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ NrmVec ∧ 𝑊 ∈ ℂVec) → 𝑊 ∈ NrmGrp)
61, 5sylbi 217 . . . . . 6 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → 𝑊 ∈ NrmGrp)
763ad2ant1 1132 . . . . 5 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ NrmGrp)
8 nvclmod 24734 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ LMod)
9 lmodgrp 20881 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
108, 9syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ NrmVec → 𝑊 ∈ Grp)
1110adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ NrmVec ∧ 𝑊 ∈ ℂVec) → 𝑊 ∈ Grp)
121, 11sylbi 217 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → 𝑊 ∈ Grp)
13123ad2ant1 1132 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ Grp)
14 simp2l 1198 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝐴𝑉)
15 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ ℂVec)
1615cvsclm 25172 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ ℂMod)
171, 16simplbiim 504 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → 𝑊 ∈ ℂMod)
18173ad2ant1 1132 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ ℂMod)
19 simp3 1137 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → i ∈ 𝐾)
20 simp2r 1199 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝐵𝑉)
21 ncvsprp.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Base‘𝑊)
22 ncvspi.f . . . . . . . 8 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
23 ncvsprp.s . . . . . . . 8 · = ( ·𝑠𝑊)
24 ncvspi.k . . . . . . . 8 𝐾 = (Base‘𝐹)
2521, 22, 23, 24clmvscl 25134 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ i ∈ 𝐾𝐵𝑉) → (i · 𝐵) ∈ 𝑉)
2618, 19, 20, 25syl3anc 1370 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (i · 𝐵) ∈ 𝑉)
27 ncvsdif.p . . . . . . 7 + = (+g𝑊)
2821, 27grpcl 18971 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑉 ∧ (i · 𝐵) ∈ 𝑉) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉)
2913, 14, 26, 28syl3anc 1370 . . . . 5 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉)
30 ncvsprp.n . . . . . 6 𝑁 = (norm‘𝑊)
3121, 30nmcl 24644 . . . . 5 ((𝑊 ∈ NrmGrp ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℝ)
327, 29, 31syl2anc 584 . . . 4 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℝ)
3332recnd 11286 . . 3 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) ∈ ℂ)
3433mullidd 11276 . 2 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (1 · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))))
35 ax-icn 11211 . . . . . 6 i ∈ ℂ
3635absnegi 15435 . . . . 5 (abs‘-i) = (abs‘i)
37 absi 15321 . . . . 5 (abs‘i) = 1
3836, 37eqtri 2762 . . . 4 (abs‘-i) = 1
3938oveq1i 7440 . . 3 ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (1 · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))))
40 simp1 1135 . . . . 5 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec))
4122, 24clmneg 25127 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ i ∈ 𝐾) → -i = ((invg𝐹)‘i))
4216, 41sylan 580 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ i ∈ 𝐾) → -i = ((invg𝐹)‘i))
4322clmfgrp 25117 . . . . . . . . . . . 12 (𝑊 ∈ ℂMod → 𝐹 ∈ Grp)
4416, 43syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝐹 ∈ Grp)
45 eqid 2734 . . . . . . . . . . . 12 (invg𝐹) = (invg𝐹)
4624, 45grpinvcl 19017 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ Grp ∧ i ∈ 𝐾) → ((invg𝐹)‘i) ∈ 𝐾)
4744, 46sylan 580 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ i ∈ 𝐾) → ((invg𝐹)‘i) ∈ 𝐾)
4842, 47eqeltrd 2838 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ ℂVec ∧ i ∈ 𝐾) → -i ∈ 𝐾)
4948ex 412 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ ℂVec → (i ∈ 𝐾 → -i ∈ 𝐾))
501, 49simplbiim 504 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → (i ∈ 𝐾 → -i ∈ 𝐾))
5150imp 406 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ i ∈ 𝐾) → -i ∈ 𝐾)
52513adant2 1130 . . . . 5 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → -i ∈ 𝐾)
5321, 30, 23, 22, 24ncvsprp 25199 . . . . 5 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ -i ∈ 𝐾 ∧ (𝐴 + (i · 𝐵)) ∈ 𝑉) → (𝑁‘(-i · (𝐴 + (i · 𝐵)))) = ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))))
5440, 52, 29, 53syl3anc 1370 . . . 4 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(-i · (𝐴 + (i · 𝐵)))) = ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))))
5521, 22, 23, 24, 27clmvsdi 25138 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (-i ∈ 𝐾𝐴𝑉 ∧ (i · 𝐵) ∈ 𝑉)) → (-i · (𝐴 + (i · 𝐵))) = ((-i · 𝐴) + (-i · (i · 𝐵))))
5618, 52, 14, 26, 55syl13anc 1371 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · (𝐴 + (i · 𝐵))) = ((-i · 𝐴) + (-i · (i · 𝐵))))
5735, 35mulneg1i 11706 . . . . . . . . . 10 (-i · i) = -(i · i)
58 ixi 11889 . . . . . . . . . . . 12 (i · i) = -1
5958negeqi 11498 . . . . . . . . . . 11 -(i · i) = --1
60 negneg1e1 12381 . . . . . . . . . . 11 --1 = 1
6159, 60eqtri 2762 . . . . . . . . . 10 -(i · i) = 1
6257, 61eqtri 2762 . . . . . . . . 9 (-i · i) = 1
6362oveq1i 7440 . . . . . . . 8 ((-i · i) · 𝐵) = (1 · 𝐵)
6421, 22, 23, 24clmvsass 25135 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (-i ∈ 𝐾 ∧ i ∈ 𝐾𝐵𝑉)) → ((-i · i) · 𝐵) = (-i · (i · 𝐵)))
6518, 52, 19, 20, 64syl13anc 1371 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((-i · i) · 𝐵) = (-i · (i · 𝐵)))
66 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝑉𝐵𝑉) → 𝐵𝑉)
6717, 66anim12i 613 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉)) → (𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵𝑉))
68673adant3 1131 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵𝑉))
6921, 23clmvs1 25139 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵𝑉) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
7068, 69syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
7163, 65, 703eqtr3a 2798 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · (i · 𝐵)) = 𝐵)
7271oveq2d 7446 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((-i · 𝐴) + (-i · (i · 𝐵))) = ((-i · 𝐴) + 𝐵))
73 clmabl 25115 . . . . . . . . . 10 (𝑊 ∈ ℂMod → 𝑊 ∈ Abel)
7416, 73syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ ℂVec → 𝑊 ∈ Abel)
751, 74simplbiim 504 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) → 𝑊 ∈ Abel)
76753ad2ant1 1132 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → 𝑊 ∈ Abel)
7721, 22, 23, 24clmvscl 25134 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ -i ∈ 𝐾𝐴𝑉) → (-i · 𝐴) ∈ 𝑉)
7818, 52, 14, 77syl3anc 1370 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · 𝐴) ∈ 𝑉)
7921, 27ablcom 19831 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Abel ∧ (-i · 𝐴) ∈ 𝑉𝐵𝑉) → ((-i · 𝐴) + 𝐵) = (𝐵 + (-i · 𝐴)))
8076, 78, 20, 79syl3anc 1370 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((-i · 𝐴) + 𝐵) = (𝐵 + (-i · 𝐴)))
8156, 72, 803eqtrd 2778 . . . . 5 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (-i · (𝐴 + (i · 𝐵))) = (𝐵 + (-i · 𝐴)))
8281fveq2d 6910 . . . 4 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(-i · (𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴))))
8354, 82eqtr3d 2776 . . 3 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → ((abs‘-i) · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴))))
8439, 83eqtr3id 2788 . 2 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (1 · (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵)))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴))))
8534, 84eqtr3d 2776 1 ((𝑊 ∈ (NrmVec ∩ ℂVec) ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉) ∧ i ∈ 𝐾) → (𝑁‘(𝐴 + (i · 𝐵))) = (𝑁‘(𝐵 + (-i · 𝐴))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1536  wcel 2105  cin 3961  cfv 6562  (class class class)co 7430  cr 11151  1c1 11153  ici 11154   · cmul 11157  -cneg 11490  abscabs 15269  Basecbs 17244  +gcplusg 17297  Scalarcsca 17300   ·𝑠 cvsca 17301  Grpcgrp 18963  invgcminusg 18964  Abelcabl 19813  LModclmod 20874  normcnm 24604  NrmGrpcngp 24605  NrmModcnlm 24608  NrmVeccnvc 24609  ℂModcclm 25108  ℂVecccvs 25169
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230  ax-addf 11231  ax-mulf 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4912  df-iun 4997  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-er 8743  df-map 8866  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-sup 9479  df-inf 9480  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-5 12329  df-6 12330  df-7 12331  df-8 12332  df-9 12333  df-n0 12524  df-z 12611  df-dec 12731  df-uz 12876  df-q 12988  df-rp 13032  df-xneg 13151  df-xadd 13152  df-xmul 13153  df-fz 13544  df-seq 14039  df-exp 14099  df-cj 15134  df-re 15135  df-im 15136  df-sqrt 15270  df-abs 15271  df-struct 17180  df-sets 17197  df-slot 17215  df-ndx 17227  df-base 17245  df-ress 17274  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-0g 17487  df-topgen 17489  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-grp 18966  df-minusg 18967  df-subg 19153  df-cmn 19814  df-abl 19815  df-mgp 20152  df-ur 20199  df-ring 20252  df-cring 20253  df-subrg 20586  df-lmod 20876  df-psmet 21373  df-xmet 21374  df-met 21375  df-bl 21376  df-mopn 21377  df-cnfld 21382  df-top 22915  df-topon 22932  df-topsp 22954  df-bases 22968  df-xms 24345  df-ms 24346  df-nm 24610  df-ngp 24611  df-nlm 24614  df-nvc 24615  df-clm 25109  df-cvs 25170
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator