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

Theorem normpari 31357
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 31224 . . . 4 (𝐴 𝐵) ∈ ℋ
43normsqi 31335 . . 3 ((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) = ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵))
51, 2hvaddcli 31221 . . . 4 (𝐴 + 𝐵) ∈ ℋ
65normsqi 31335 . . 3 ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2) = ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵))
74, 6oveq12i 7408 . 2 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
81normsqi 31335 . . . . . 6 ((norm𝐴)↑2) = (𝐴 ·ih 𝐴)
98oveq2i 7407 . . . . 5 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = (2 · (𝐴 ·ih 𝐴))
101, 1hicli 31284 . . . . . 6 (𝐴 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
11102timesi 12355 . . . . 5 (2 · (𝐴 ·ih 𝐴)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
129, 11eqtri 2785 . . . 4 (2 · ((norm𝐴)↑2)) = ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴))
132normsqi 31335 . . . . . 6 ((norm𝐵)↑2) = (𝐵 ·ih 𝐵)
1413oveq2i 7407 . . . . 5 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = (2 · (𝐵 ·ih 𝐵))
152, 2hicli 31284 . . . . . 6 (𝐵 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
16152timesi 12355 . . . . 5 (2 · (𝐵 ·ih 𝐵)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1714, 16eqtri 2785 . . . 4 (2 · ((norm𝐵)↑2)) = ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵))
1812, 17oveq12i 7408 . . 3 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐴 ·ih 𝐴)) + ((𝐵 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐵)))
191, 2, 1, 2normlem9 31321 . . . . . 6 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) − ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2010, 15addcli 11188 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) ∈ ℂ
211, 2hicli 31284 . . . . . . . 8 (𝐴 ·ih 𝐵) ∈ ℂ
222, 1hicli 31284 . . . . . . . 8 (𝐵 ·ih 𝐴) ∈ ℂ
2321, 22addcli 11188 . . . . . . 7 ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2420, 23negsubi 11509 . . . . . 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 2788 . . . . 5 ((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
261, 2, 1, 2normlem8 31320 . . . . 5 ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)) = (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)))
2725, 26oveq12i 7408 . . . 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 11499 . . . . 5 -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) ∈ ℂ
2920, 28, 20, 23add42i 11409 . . . 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 11500 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴)) + -((𝐴 ·ih 𝐵) + (𝐵 ·ih 𝐴))) = 0
3130oveq2i 7407 . . . . 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 11188 . . . . . 6 (((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵)) + ((𝐴 ·ih 𝐴) + (𝐵 ·ih 𝐵))) ∈ ℂ
3332addridi 11370 . . . . 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 11408 . . . . 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 2789 . . . 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 2789 . . 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 2788 . 2 ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2))) = (((𝐴 𝐵) ·ih (𝐴 𝐵)) + ((𝐴 + 𝐵) ·ih (𝐴 + 𝐵)))
387, 37eqtr4i 2788 1 (((norm‘(𝐴 𝐵))↑2) + ((norm‘(𝐴 + 𝐵))↑2)) = ((2 · ((norm𝐴)↑2)) + (2 · ((norm𝐵)↑2)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   = wceq 1560  wcel 2142  cfv 6521  (class class class)co 7396  0cc0 11073   + caddc 11076   · cmul 11078  cmin 11414  -cneg 11415  2c2 12272  cexp 14074  chba 31122   + cva 31123   ·ih csp 31125  normcno 31126   cmv 31128
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150  ax-pre-sup 11151  ax-hfvadd 31203  ax-hv0cl 31206  ax-hfvmul 31208  ax-hvmul0 31213  ax-hfi 31282  ax-his1 31285  ax-his2 31286  ax-his3 31287  ax-his4 31288
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-er 8678  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-sup 9388  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-div 11845  df-nn 12211  df-2 12280  df-3 12281  df-n0 12482  df-z 12569  df-uz 12840  df-rp 12994  df-seq 14015  df-exp 14075  df-cj 15126  df-re 15127  df-im 15128  df-sqrt 15262  df-hnorm 31171  df-hvsub 31174
This theorem is referenced by:  normpar  31358  normpar2i  31359
  Copyright terms: Public domain W3C validator