MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  phpar2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem phpar2 31112
Description: The parallelogram law for an inner product space. (Contributed by NM, 2-Apr-2007.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
isph.1 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
isph.2 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
isph.3 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
isph.6 𝑁 = (normCV𝑈)
Assertion
Ref Expression
phpar2 ((𝑈 ∈ CPreHilOLD𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2))))

Proof of Theorem phpar2
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isph.1 . . . . 5 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
2 isph.2 . . . . 5 𝐺 = ( +𝑣𝑈)
3 isph.3 . . . . 5 𝑀 = ( −𝑣𝑈)
4 isph.6 . . . . 5 𝑁 = (normCV𝑈)
51, 2, 3, 4isph 31111 . . . 4 (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
65simprbi 502 . . 3 (𝑈 ∈ CPreHilOLD → ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))
763ad2ant1 1149 . 2 ((𝑈 ∈ CPreHilOLD𝐴𝑋𝐵𝑋) → ∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))
8 fvoveq1 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → (𝑁‘(𝑥𝐺𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝑦)))
98oveq1d 7423 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2))
10 fvoveq1 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → (𝑁‘(𝑥𝑀𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
1110oveq1d 7423 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2))
129, 11oveq12d 7426 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)))
13 fveq2 6879 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝐴 → (𝑁𝑥) = (𝑁𝐴))
1413oveq1d 7423 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑁𝑥)↑2) = ((𝑁𝐴)↑2))
1514oveq1d 7423 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)) = (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))
1615oveq2d 7424 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))))
1712, 16eqeq12d 2785 . . . 4 (𝑥 = 𝐴 → ((((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) ↔ (((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)))))
18 oveq2 7416 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐵 → (𝐴𝐺𝑦) = (𝐴𝐺𝐵))
1918fveq2d 6883 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝐵 → (𝑁‘(𝐴𝐺𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝐵)))
2019oveq1d 7423 . . . . . 6 (𝑦 = 𝐵 → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
21 oveq2 7416 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐵 → (𝐴𝑀𝑦) = (𝐴𝑀𝐵))
2221fveq2d 6883 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝐵 → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝐵)))
2322oveq1d 7423 . . . . . 6 (𝑦 = 𝐵 → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2))
2420, 23oveq12d 7426 . . . . 5 (𝑦 = 𝐵 → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)) = (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)))
25 fveq2 6879 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐵 → (𝑁𝑦) = (𝑁𝐵))
2625oveq1d 7423 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝐵 → ((𝑁𝑦)↑2) = ((𝑁𝐵)↑2))
2726oveq2d 7424 . . . . . 6 (𝑦 = 𝐵 → (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2)) = (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2)))
2827oveq2d 7424 . . . . 5 (𝑦 = 𝐵 → (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2))))
2924, 28eqeq12d 2785 . . . 4 (𝑦 = 𝐵 → ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) ↔ (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2)))))
3017, 29rspc2v 3601 . . 3 ((𝐴𝑋𝐵𝑋) → (∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2)))))
31303adant1 1146 . 2 ((𝑈 ∈ CPreHilOLD𝐴𝑋𝐵𝑋) → (∀𝑥𝑋𝑦𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁𝑥)↑2) + ((𝑁𝑦)↑2))) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2)))))
327, 31mpd 16 1 ((𝑈 ∈ CPreHilOLD𝐴𝑋𝐵𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁𝐴)↑2) + ((𝑁𝐵)↑2))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  w3a 1101   = wceq 1567  wcel 2149  wral 3085  cfv 6534  (class class class)co 7408   + caddc 11099   · cmul 11101  2c2 12291  cexp 14093  NrmCVeccnv 30873   +𝑣 cpv 30874  BaseSetcba 30875  𝑣 cnsb 30878  normCVcnmcv 30879  CPreHilOLDccphlo 31101
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-id 5554  df-po 5567  df-so 5568  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-iota 6490  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-ltxr 11244  df-sub 11439  df-neg 11440  df-grpo 30782  df-gid 30783  df-ginv 30784  df-gdiv 30785  df-ablo 30834  df-vc 30848  df-nv 30881  df-va 30884  df-ba 30885  df-sm 30886  df-0v 30887  df-vs 30888  df-nmcv 30889  df-ph 31102
This theorem is referenced by:  minvecolem2  31164  hlpar2  31185
  Copyright terms: Public domain W3C validator