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

Theorem normpari 31579
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 31446 . . . 4 (𝐴 𝐵) ∈ ℋ
43normsqi 31557 . . 3 ((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) = ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵))
51, 2hvaddcli 31443 . . . 4 (𝐴 + 𝐵) ∈ ℋ
65normsqi 31557 . . 3 ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))
74, 6oveq12i 7431 . 2 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
81normsqi 31557 . . . . . 6 ((norm𝐴)↑2) = (𝐴 ·ih 𝐴)
98oveq2i 7430 . . . . 5 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = (2 · (𝐴 ·ih 𝐴))
101, 1hicli 31506 . . . . . 6 (𝐴 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
11102timesi 12395 . . . . 5 (2 · (𝐴 ·ih 𝐴)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
129, 11eqtri 2788 . . . 4 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
132normsqi 31557 . . . . . 6 ((norm𝐵)↑2) = (𝐵 ·ih 𝐵)
1413oveq2i 7430 . . . . 5 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = (2 · (𝐵 ·ih 𝐵))
152, 2hicli 31506 . . . . . 6 (𝐵 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
16152timesi 12395 . . . . 5 (2 · (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1714, 16eqtri 2788 . . . 4 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1812, 17oveq12i 7431 . . 3 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
191, 2, 1, 2normlem9 31543 . . . . . 6 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) − ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2010, 15addcli 11232 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) ∈ ℂ
211, 2hicli 31506 . . . . . . . 8 (𝐴 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
222, 1hicli 31506 . . . . . . . 8 (𝐵 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
2321, 22addcli 11232 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2420, 23negsubi 11553 . . . . . 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 2791 . . . . 5 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
261, 2, 1, 2normlem8 31542 . . . . 5 ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2725, 26oveq12i 7431 . . . 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 11543 . . . . 5 -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2920, 28, 20, 23add42i 11453 . . . 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 11544 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) = 0
3130oveq2i 7430 . . . . 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 11232 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) ∈ ℂ
3332addridi 11414 . . . . 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 11452 . . . . 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 2792 . . . 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 2792 . . 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 2791 . 2 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
387, 37eqtr4i 2791 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 2146  cfv 6540  (class class class)co 7419  0cc0 11117   + caddc 11120   · cmul 11122  cmin 11458  -cneg 11459  2c2 12312  cexp 14117  chba 31344   + cva 31345   ·ih csp 31347  normcno 31348   cmv 31350
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194  ax-pre-sup 11195  ax-hfvadd 31425  ax-hv0cl 31428  ax-hfvmul 31430  ax-hvmul0 31435  ax-hfi 31504  ax-his1 31507  ax-his2 31508  ax-his3 31509  ax-his4 31510
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-sup 9409  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-div 11889  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-n0 12522  df-z 12609  df-uz 12881  df-rp 13035  df-seq 14058  df-exp 14118  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-hnorm 31393  df-hvsub 31396
This theorem is used by:  normpar  31580  normpar2i  31581
  Copyright terms: Public domain W3C validator