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

Theorem normpari 31636
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 31503 . . . 4 (𝐴 𝐵) ∈ ℋ
43normsqi 31614 . . 3 ((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) = ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵))
51, 2hvaddcli 31500 . . . 4 (𝐴 + 𝐵) ∈ ℋ
65normsqi 31614 . . 3 ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))
74, 6oveq12i 7426 . 2 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
81normsqi 31614 . . . . . 6 ((norm𝐴)↑2) = (𝐴 ·ih 𝐴)
98oveq2i 7425 . . . . 5 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = (2 · (𝐴 ·ih 𝐴))
101, 1hicli 31563 . . . . . 6 (𝐴 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
11102timesi 12403 . . . . 5 (2 · (𝐴 ·ih 𝐴)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
129, 11eqtri 2783 . . . 4 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
132normsqi 31614 . . . . . 6 ((norm𝐵)↑2) = (𝐵 ·ih 𝐵)
1413oveq2i 7425 . . . . 5 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = (2 · (𝐵 ·ih 𝐵))
152, 2hicli 31563 . . . . . 6 (𝐵 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
16152timesi 12403 . . . . 5 (2 · (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1714, 16eqtri 2783 . . . 4 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1812, 17oveq12i 7426 . . 3 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
191, 2, 1, 2normlem9 31600 . . . . . 6 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) − ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2010, 15addcli 11240 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) ∈ ℂ
211, 2hicli 31563 . . . . . . . 8 (𝐴 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
222, 1hicli 31563 . . . . . . . 8 (𝐵 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
2321, 22addcli 11240 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2420, 23negsubi 11561 . . . . . 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 2786 . . . . 5 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
261, 2, 1, 2normlem8 31599 . . . . 5 ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2725, 26oveq12i 7426 . . . 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 11551 . . . . 5 -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2920, 28, 20, 23add42i 11461 . . . 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 11552 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) = 0
3130oveq2i 7425 . . . . 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 11240 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) ∈ ℂ
3332addridi 11422 . . . . 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 11460 . . . . 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 2787 . . . 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 2787 . . 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 2786 . 2 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
387, 37eqtr4i 2786 1 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   = wceq 1570  wcel 2145  cfv 6533  (class class class)co 7414  0cc0 11125   + caddc 11128   · cmul 11130  cmin 11466  -cneg 11467  2c2 12320  cexp 14126  chba 31401   + cva 31402   ·ih csp 31404  normcno 31405   cmv 31407
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-pre-sup 11203  ax-hfvadd 31482  ax-hv0cl 31485  ax-hfvmul 31487  ax-hvmul0 31492  ax-hfi 31561  ax-his1 31564  ax-his2 31565  ax-his3 31566  ax-his4 31567
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-er 8697  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-sup 9413  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11897  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889  df-rp 13044  df-seq 14067  df-exp 14127  df-cj 15187  df-re 15188  df-im 15189  df-sqrt 15323  df-hnorm 31450  df-hvsub 31453
This theorem is used by:  normpar  31637  normpar2i  31638
  Copyright terms: Public domain W3C validator