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

Theorem normpari 31242
Description: Parallelogram law for norms. Remark 3.4(B) of [Beran] p. 98. (Contributed by NM, 21-Aug-1999.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
normpar.1 𝐴 ∈ ℋ
normpar.2 𝐵 ∈ ℋ
Assertion
Ref Expression
normpari (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2)))

Proof of Theorem normpari
StepHypRef Expression
1 normpar.1 . . . . 5 𝐴 ∈ ℋ
2 normpar.2 . . . . 5 𝐵 ∈ ℋ
31, 2hvsubcli 31109 . . . 4 (𝐴 𝐵) ∈ ℋ
43normsqi 31220 . . 3 ((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) = ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵))
51, 2hvaddcli 31106 . . . 4 (𝐴 + 𝐵) ∈ ℋ
65normsqi 31220 . . 3 ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))
74, 6oveq12i 7380 . 2 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
81normsqi 31220 . . . . . 6 ((norm𝐴)↑2) = (𝐴 ·ih 𝐴)
98oveq2i 7379 . . . . 5 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = (2 · (𝐴 ·ih 𝐴))
101, 1hicli 31169 . . . . . 6 (𝐴 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
11102timesi 12290 . . . . 5 (2 · (𝐴 ·ih 𝐴)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
129, 11eqtri 2760 . . . 4 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
132normsqi 31220 . . . . . 6 ((norm𝐵)↑2) = (𝐵 ·ih 𝐵)
1413oveq2i 7379 . . . . 5 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = (2 · (𝐵 ·ih 𝐵))
152, 2hicli 31169 . . . . . 6 (𝐵 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
16152timesi 12290 . . . . 5 (2 · (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1714, 16eqtri 2760 . . . 4 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1812, 17oveq12i 7380 . . 3 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
191, 2, 1, 2normlem9 31206 . . . . . 6 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) − ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2010, 15addcli 11150 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) ∈ ℂ
211, 2hicli 31169 . . . . . . . 8 (𝐴 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
222, 1hicli 31169 . . . . . . . 8 (𝐵 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
2321, 22addcli 11150 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2420, 23negsubi 11471 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) − ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2519, 24eqtr4i 2763 . . . . 5 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
261, 2, 1, 2normlem8 31205 . . . . 5 ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2725, 26oveq12i 7380 . . . 4 (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))) = ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) + (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))))
2823negcli 11461 . . . . 5 -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2920, 28, 20, 23add42i 11371 . . . 4 ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) + (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))) = ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) + (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))))
3023negidi 11462 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) = 0
3130oveq2i 7379 . . . . 5 ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) + (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))) = ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) + 0)
3220, 20addcli 11150 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) ∈ ℂ
3332addridi 11332 . . . . 5 ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) + 0) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
3410, 15, 10, 15add4i 11370 . . . . 5 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
3531, 33, 343eqtri 2764 . . . 4 ((((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) + (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
3627, 29, 353eqtri 2764 . . 3 (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
3718, 36eqtr4i 2763 . 2 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
387, 37eqtr4i 2763 1 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   = wceq 1542  wcel 2114  cfv 6500  (class class class)co 7368  0cc0 11038   + caddc 11041   · cmul 11043  cmin 11376  -cneg 11377  2c2 12212  cexp 13996  chba 31007   + cva 31008   ·ih csp 31010  normcno 31011   cmv 31013
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-hfvadd 31088  ax-hv0cl 31091  ax-hfvmul 31093  ax-hvmul0 31098  ax-hfi 31167  ax-his1 31170  ax-his2 31171  ax-his3 31172  ax-his4 31173
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-sup 9357  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-rp 12918  df-seq 13937  df-exp 13997  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-sqrt 15170  df-hnorm 31056  df-hvsub 31059
This theorem is referenced by:  normpar  31243  normpar2i  31244
  Copyright terms: Public domain W3C validator