Theorem phpar2 30898

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 = ( +𝑣 ‘𝑈)
isph.3	⊢ 𝑀 = ( −𝑣 ‘𝑈)
isph.6	⊢ 𝑁 = (normCV‘𝑈)

Assertion

Ref	Expression
phpar2	⊢ ((𝑈 ∈ CPreHilOLD ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))))

Proof of Theorem phpar2

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isph.1	. . . . 5 ⊢ 𝑋 = (BaseSet‘𝑈)
2		isph.2	. . . . 5 ⊢ 𝐺 = ( +𝑣 ‘𝑈)
3		isph.3	. . . . 5 ⊢ 𝑀 = ( −𝑣 ‘𝑈)
4		isph.6	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (normCV‘𝑈)
5	1, 2, 3, 4	isph 30897	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ CPreHilOLD ↔ (𝑈 ∈ NrmCVec ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
6	5	simprbi 496	. . 3 ⊢ (𝑈 ∈ CPreHilOLD → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))
7	6	3ad2ant1 1133	. 2 ⊢ ((𝑈 ∈ CPreHilOLD ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))
8		fvoveq1 7381	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑁‘(𝑥𝐺𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝑦)))
9	8	oveq1d 7373	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2))
10		fvoveq1 7381	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑁‘(𝑥𝑀𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)))
11	10	oveq1d 7373	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2))
12	9, 11	oveq12d 7376	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)))
13		fveq2 6834	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑁‘𝑥) = (𝑁‘𝐴))
14	13	oveq1d 7373	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑁‘𝑥)↑2) = ((𝑁‘𝐴)↑2))
15	14	oveq1d 7373	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)) = (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))
16	15	oveq2d 7374	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))))
17	12, 16	eqeq12d 2752	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) ↔ (((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)))))
18		oveq2 7366	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝐴𝐺𝑦) = (𝐴𝐺𝐵))
19	18	fveq2d 6838	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑁‘(𝐴𝐺𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝐺𝐵)))
20	19	oveq1d 7373	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2))
21		oveq2 7366	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝐴𝑀𝑦) = (𝐴𝑀𝐵))
22	21	fveq2d 6838	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑁‘(𝐴𝑀𝑦)) = (𝑁‘(𝐴𝑀𝐵)))
23	22	oveq1d 7373	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2) = ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2))
24	20, 23	oveq12d 7376	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)) = (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)))
25		fveq2 6834	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑁‘𝑦) = (𝑁‘𝐵))
26	25	oveq1d 7373	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑁‘𝑦)↑2) = ((𝑁‘𝐵)↑2))
27	26	oveq2d 7374	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2)) = (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2)))
28	27	oveq2d 7374	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))))
29	24, 28	eqeq12d 2752	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((((𝑁‘(𝐴𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) ↔ (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2)))))
30	17, 29	rspc2v 3587	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2)))))
31	30	3adant1 1130	. 2 ⊢ ((𝑈 ∈ CPreHilOLD ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 (((𝑁‘(𝑥𝐺𝑦))↑2) + ((𝑁‘(𝑥𝑀𝑦))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝑥)↑2) + ((𝑁‘𝑦)↑2))) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2)))))
32	7, 31	mpd 15	1 ⊢ ((𝑈 ∈ CPreHilOLD ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (((𝑁‘(𝐴𝐺𝐵))↑2) + ((𝑁‘(𝐴𝑀𝐵))↑2)) = (2 · (((𝑁‘𝐴)↑2) + ((𝑁‘𝐵)↑2))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2113  ∀wral 3051  ‘cfv 6492  (class class class)co 7358   + caddc 11029   · cmul 11031  2c2 12200  ↑cexp 13984  NrmCVeccnv 30659   +_𝑣 cpv 30660  BaseSetcba 30661   −_𝑣 cnsb 30664  norm_CVcnmcv 30665  CPreHil_OLDccphlo 30887

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-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  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

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-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-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-id 5519  df-po 5532  df-so 5533  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-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-1st 7933  df-2nd 7934  df-er 8635  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-ltxr 11171  df-sub 11366  df-neg 11367  df-grpo 30568  df-gid 30569  df-ginv 30570  df-gdiv 30571  df-ablo 30620  df-vc 30634  df-nv 30667  df-va 30670  df-ba 30671  df-sm 30672  df-0v 30673  df-vs 30674  df-nmcv 30675  df-ph 30888

This theorem is referenced by:  minvecolem2  30950  hlpar2  30971