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

Theorem normpari 31229
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 31096 . . . 4 (𝐴 𝐵) ∈ ℋ
43normsqi 31207 . . 3 ((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) = ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵))
51, 2hvaddcli 31093 . . . 4 (𝐴 + 𝐵) ∈ ℋ
65normsqi 31207 . . 3 ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))
74, 6oveq12i 7370 . 2 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
81normsqi 31207 . . . . . 6 ((norm𝐴)↑2) = (𝐴 ·ih 𝐴)
98oveq2i 7369 . . . . 5 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = (2 · (𝐴 ·ih 𝐴))
101, 1hicli 31156 . . . . . 6 (𝐴 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
11102timesi 12278 . . . . 5 (2 · (𝐴 ·ih 𝐴)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
129, 11eqtri 2759 . . . 4 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
132normsqi 31207 . . . . . 6 ((norm𝐵)↑2) = (𝐵 ·ih 𝐵)
1413oveq2i 7369 . . . . 5 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = (2 · (𝐵 ·ih 𝐵))
152, 2hicli 31156 . . . . . 6 (𝐵 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
16152timesi 12278 . . . . 5 (2 · (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1714, 16eqtri 2759 . . . 4 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1812, 17oveq12i 7370 . . 3 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
191, 2, 1, 2normlem9 31193 . . . . . 6 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) − ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2010, 15addcli 11138 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) ∈ ℂ
211, 2hicli 31156 . . . . . . . 8 (𝐴 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
222, 1hicli 31156 . . . . . . . 8 (𝐵 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
2321, 22addcli 11138 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2420, 23negsubi 11459 . . . . . 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 2762 . . . . 5 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
261, 2, 1, 2normlem8 31192 . . . . 5 ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2725, 26oveq12i 7370 . . . 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 11449 . . . . 5 -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2920, 28, 20, 23add42i 11359 . . . 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 11450 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) = 0
3130oveq2i 7369 . . . . 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 11138 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) ∈ ℂ
3332addridi 11320 . . . . 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 11358 . . . . 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 2763 . . . 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 2763 . . 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 2762 . 2 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
387, 37eqtr4i 2762 1 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   = wceq 1541  wcel 2113  cfv 6492  (class class class)co 7358  0cc0 11026   + caddc 11029   · cmul 11031  cmin 11364  -cneg 11365  2c2 12200  cexp 13984  chba 30994   + cva 30995   ·ih csp 30997  normcno 30998   cmv 31000
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 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103  ax-pre-sup 11104  ax-hfvadd 31075  ax-hv0cl 31078  ax-hfvmul 31080  ax-hvmul0 31085  ax-hfi 31154  ax-his1 31157  ax-his2 31158  ax-his3 31159  ax-his4 31160
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-er 8635  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-sup 9345  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-div 11795  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-n0 12402  df-z 12489  df-uz 12752  df-rp 12906  df-seq 13925  df-exp 13985  df-cj 15022  df-re 15023  df-im 15024  df-sqrt 15158  df-hnorm 31043  df-hvsub 31046
This theorem is referenced by:  normpar  31230  normpar2i  31231
  Copyright terms: Public domain W3C validator