Theorem nmparlem 23844

Description: Lemma for nmpar 23845. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
nmpar.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
nmpar.p	⊢ + = (+g‘𝑊)
nmpar.m	⊢ − = (-g‘𝑊)
nmpar.n	⊢ 𝑁 = (norm‘𝑊)
nmpar.h	⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
nmpar.f	⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
nmpar.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐹)
nmpar.1	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ ℂPreHil)
nmpar.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
nmpar.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)

Assertion

Ref	Expression
nmparlem	⊢ (𝜑 → (((𝑁‘(𝐴 + 𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴 − 𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))))

Proof of Theorem nmparlem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nmpar.h	. . . . 5 ⊢ , = (·𝑖‘𝑊)
2		nmpar.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
3		nmpar.p	. . . . 5 ⊢ + = (+g‘𝑊)
4		nmpar.1	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ ℂPreHil)
5		nmpar.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
6		nmpar.3	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6, 5, 6	cph2di 23813	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) , (𝐴 + 𝐵)) = (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴))))
8		nmpar.m	. . . . 5 ⊢ − = (-g‘𝑊)
9	1, 2, 8, 4, 5, 6, 5, 6	cph2subdi 23816	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐵) , (𝐴 − 𝐵)) = (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) − ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴))))
10	7, 9	oveq12d 7176	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 + 𝐵) , (𝐴 + 𝐵)) + ((𝐴 − 𝐵) , (𝐴 − 𝐵))) = ((((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴))) + (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) − ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴)))))
11		cphclm 23795	. . . . . . 7 ⊢ (𝑊 ∈ ℂPreHil → 𝑊 ∈ ℂMod)
12	4, 11	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ ℂMod)
13		nmpar.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
14		nmpar.k	. . . . . . 7 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐹)
15	13, 14	clmsscn 23685	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ ℂMod → 𝐾 ⊆ ℂ)
16	12, 15	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ⊆ ℂ)
17		cphphl 23777	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ ℂPreHil → 𝑊 ∈ PreHil)
18	4, 17	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ PreHil)
19	13, 1, 2, 14	ipcl 20779	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐴) ∈ 𝐾)
20	18, 5, 5, 19	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐴) ∈ 𝐾)
21	13, 1, 2, 14	ipcl 20779	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐵) ∈ 𝐾)
22	18, 6, 6, 21	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐵) ∈ 𝐾)
23	13, 14	clmacl 23690	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝐴 , 𝐴) ∈ 𝐾 ∧ (𝐵 , 𝐵) ∈ 𝐾) → ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) ∈ 𝐾)
24	12, 20, 22, 23	syl3anc 1367	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) ∈ 𝐾)
25	16, 24	sseldd 3970	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) ∈ ℂ)
26	13, 1, 2, 14	ipcl 20779	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐴 , 𝐵) ∈ 𝐾)
27	18, 5, 6, 26	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 , 𝐵) ∈ 𝐾)
28	13, 1, 2, 14	ipcl 20779	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑊 ∈ PreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝐵 , 𝐴) ∈ 𝐾)
29	18, 6, 5, 28	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐵 , 𝐴) ∈ 𝐾)
30	13, 14	clmacl 23690	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝐴 , 𝐵) ∈ 𝐾 ∧ (𝐵 , 𝐴) ∈ 𝐾) → ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴)) ∈ 𝐾)
31	12, 27, 29, 30	syl3anc 1367	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴)) ∈ 𝐾)
32	16, 31	sseldd 3970	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴)) ∈ ℂ)
33	25, 32, 25	ppncand 11039	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴))) + (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) − ((𝐴 , 𝐵) + (𝐵 , 𝐴)))) = (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵))))
34	10, 33	eqtrd 2858	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 + 𝐵) , (𝐴 + 𝐵)) + ((𝐴 − 𝐵) , (𝐴 − 𝐵))) = (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵))))
35		cphlmod 23780	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ ℂPreHil → 𝑊 ∈ LMod)
36	4, 35	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
37	2, 3	lmodvacl 19650	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑉)
38	36, 5, 6, 37	syl3anc 1367	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑉)
39		nmpar.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (norm‘𝑊)
40	2, 1, 39	nmsq 23800	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂPreHil ∧ (𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑉) → ((𝑁‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) , (𝐴 + 𝐵)))
41	4, 38, 40	syl2anc 586	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑁‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) , (𝐴 + 𝐵)))
42	2, 8	lmodvsubcl 19681	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐴 − 𝐵) ∈ 𝑉)
43	36, 5, 6, 42	syl3anc 1367	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐵) ∈ 𝑉)
44	2, 1, 39	nmsq 23800	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂPreHil ∧ (𝐴 − 𝐵) ∈ 𝑉) → ((𝑁‘(𝐴 − 𝐵))↑2) = ((𝐴 − 𝐵) , (𝐴 − 𝐵)))
45	4, 43, 44	syl2anc 586	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑁‘(𝐴 − 𝐵))↑2) = ((𝐴 − 𝐵) , (𝐴 − 𝐵)))
46	41, 45	oveq12d 7176	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑁‘(𝐴 + 𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴 − 𝐵))↑2)) = (((𝐴 + 𝐵) , (𝐴 + 𝐵)) + ((𝐴 − 𝐵) , (𝐴 − 𝐵))))
47	2, 1, 39	nmsq 23800	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂPreHil ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ((𝑁‘𝐴)↑2) = (𝐴 , 𝐴))
48	4, 5, 47	syl2anc 586	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑁‘𝐴)↑2) = (𝐴 , 𝐴))
49	2, 1, 39	nmsq 23800	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂPreHil ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → ((𝑁‘𝐵)↑2) = (𝐵 , 𝐵))
50	4, 6, 49	syl2anc 586	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑁‘𝐵)↑2) = (𝐵 , 𝐵))
51	48, 50	oveq12d 7176	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2)) = ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)))
52	51	oveq2d 7174	. . 3 ⊢ (𝜑 → (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))) = (2 · ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵))))
53	25	2timesd 11883	. . 3 ⊢ (𝜑 → (2 · ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵))) = (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵))))
54	52, 53	eqtrd 2858	. 2 ⊢ (𝜑 → (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))) = (((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵)) + ((𝐴 , 𝐴) + (𝐵 , 𝐵))))
55	34, 46, 54	3eqtr4d 2868	1 ⊢ (𝜑 → (((𝑁‘(𝐴 + 𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴 − 𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ⊆ wss 3938  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  ℂcc 10537   + caddc 10542   · cmul 10544   − cmin 10872  2c2 11695  ↑cexp 13432  Basecbs 16485  +_gcplusg 16567  Scalarcsca 16570  ·_𝑖cip 16572  -_gcsg 18107  LModclmod 19636  PreHilcphl 20770  normcnm 23188  ℂModcclm 23668  ℂPreHilccph 23772

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617  ax-addf 10618  ax-mulf 10619

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-tpos 7894  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-oadd 8108  df-er 8291  df-map 8410  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-sup 8908  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-rp 12393  df-fz 12896  df-seq 13373  df-exp 13433  df-cj 14460  df-re 14461  df-im 14462  df-sqrt 14596  df-abs 14597  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-starv 16582  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-ip 16585  df-tset 16586  df-ple 16587  df-ds 16589  df-unif 16590  df-0g 16717  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-mhm 17958  df-grp 18108  df-minusg 18109  df-sbg 18110  df-subg 18278  df-ghm 18358  df-cmn 18910  df-abl 18911  df-mgp 19242  df-ur 19254  df-ring 19301  df-cring 19302  df-oppr 19375  df-dvdsr 19393  df-unit 19394  df-rnghom 19469  df-drng 19506  df-subrg 19535  df-staf 19618  df-srng 19619  df-lmod 19638  df-lmhm 19796  df-lvec 19877  df-sra 19946  df-rgmod 19947  df-cnfld 20548  df-phl 20772  df-nlm 23198  df-clm 23669  df-cph 23774

This theorem is referenced by:  nmpar  23845