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Theorem veronesev1lem 50973
Description: Lemma for veronesevrowd 50979. Value of the first coordinate of the Veronese map at a point. (Contributed by Jiamin Zhao, 15-Aug-2026.)
Hypothesis
Ref Expression
veronesevrow.1 (𝜑 → 𝑃 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
Assertion
Ref Expression
veronesev1lem (𝜑 → ((veronese‘𝑃)‘1) = ((𝑃‘1)↑2))

Proof of Theorem veronesev1lem
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 veronesevrow.1 . . 3 (𝜑 → 𝑃 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
21veronesevald 50971 . 2 (𝜑 → (veronese‘𝑃) = (𝑥 ∈ (1...6) ↦ (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)))))
3 iftrue 4487 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) = ((𝑃‘1)↑2))
43oveq1d 7435 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → (if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)))
54oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((((𝑃‘1)↑2) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)))
65oveq1d 7435 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
7 1ne2 12553 . . . . . . . . . . . . 13 1 ≠ 2
8 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 1 → (𝑥 ≠ 2 ↔ 1 ≠ 2))
97, 8mpbiri 261 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → 𝑥 ≠ 2)
109neneqd 2960 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → ¬ 𝑥 = 2)
1110iffalsed 4492 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0) = 0)
1211oveq2d 7436 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → (((𝑃‘1)↑2) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + 0))
1312oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((((𝑃‘1)↑2) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((((𝑃‘1)↑2) + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)))
1413oveq1d 7435 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → (((((𝑃‘1)↑2) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
156, 14eqtrd 2795 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
16 1ne3 50941 . . . . . . . . . . 11 1 ≠ 3
17 neeq1 3017 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝑥 ≠ 3 ↔ 1 ≠ 3))
1816, 17mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → 𝑥 ≠ 3)
1918neneqd 2960 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → ¬ 𝑥 = 3)
2019iffalsed 4492 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0) = 0)
2120oveq2d 7436 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → ((((𝑃‘1)↑2) + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0))
2221oveq1d 7435 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
23 1re 11308 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
24 1lt4 12521 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 4
2523, 24ltneii 11423 . . . . . . . . . . . 12 1 ≠ 4
26 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → (𝑥 ≠ 4 ↔ 1 ≠ 4))
2725, 26mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → 𝑥 ≠ 4)
2827neneqd 2960 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → ¬ 𝑥 = 4)
2928iffalsed 4492 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) = 0)
3029oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → (if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)))
3130oveq1d 7435 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)))
3231oveq2d 7436 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
3315, 22, 323eqtrd 2799 . . . . 5 (𝑥 = 1 → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
34 1lt5 12525 . . . . . . . . . . . 12 1 < 5
3523, 34ltneii 11423 . . . . . . . . . . 11 1 ≠ 5
36 neeq1 3017 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝑥 ≠ 5 ↔ 1 ≠ 5))
3735, 36mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → 𝑥 ≠ 5)
3837neneqd 2960 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → ¬ 𝑥 = 5)
3938iffalsed 4492 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0) = 0)
4039oveq2d 7436 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → (0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (0 + 0))
4140oveq1d 7435 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)))
4241oveq2d 7436 . . . . 5 (𝑥 = 1 → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
43 1lt6 12530 . . . . . . . . . . 11 1 < 6
4423, 43ltneii 11423 . . . . . . . . . 10 1 ≠ 6
45 neeq1 3017 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → (𝑥 ≠ 6 ↔ 1 ≠ 6))
4644, 45mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → 𝑥 ≠ 6)
4746neneqd 2960 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ¬ 𝑥 = 6)
4847iffalsed 4492 . . . . . . 7 (𝑥 = 1 → if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0) = 0)
4948oveq2d 7436 . . . . . 6 (𝑥 = 1 → ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((0 + 0) + 0))
5049oveq2d 7436 . . . . 5 (𝑥 = 1 → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + 0)))
5133, 42, 503eqtrd 2799 . . . 4 (𝑥 = 1 → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + 0)))
5251adantl 487 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + 0)))
531rr3fv1cld 50947 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
5453adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
5554resqcld 14268 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → ((𝑃‘1)↑2) ∈ ℝ)
56 0red 11311 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → 0 ∈ ℝ)
5755, 56readdcld 11338 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((𝑃‘1)↑2) + 0) ∈ ℝ)
5857recnd 11337 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((𝑃‘1)↑2) + 0) ∈ ℂ)
5958addridd 11510 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → ((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) = (((𝑃‘1)↑2) + 0))
6059oveq1d 7435 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + 0)) = ((((𝑃‘1)↑2) + 0) + ((0 + 0) + 0)))
6155recnd 11337 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → ((𝑃‘1)↑2) ∈ ℂ)
6261addridd 11510 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((𝑃‘1)↑2) + 0) = ((𝑃‘1)↑2))
6362oveq1d 7435 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → ((((𝑃‘1)↑2) + 0) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
6460, 63eqtrd 2795 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
6556, 56readdcld 11338 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (0 + 0) ∈ ℝ)
6665recnd 11337 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (0 + 0) ∈ ℂ)
6766addridd 11510 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → ((0 + 0) + 0) = (0 + 0))
6867oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((𝑃‘1)↑2) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + (0 + 0)))
69 00id 11485 . . . . . 6 (0 + 0) = 0
7069a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (0 + 0) = 0)
7170oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((𝑃‘1)↑2) + (0 + 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + 0))
7264, 68, 713eqtrd 2799 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((((𝑃‘1)↑2) + 0) + 0) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘1)↑2) + 0))
7352, 72, 623eqtrd 2799 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 1) → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = ((𝑃‘1)↑2))
74 1zzd 12727 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
75 6nn 12432 . . . . 5 6 ∈ ℕ
7675nnzi 12720 . . . 4 6 ∈ ℤ
7776a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
78 1le1 11944 . . . 4 1 ≤ 1
7978a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 1)
80 6re 12433 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8123, 80, 43ltleii 11433 . . . 4 1 ≤ 6
8281a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 6)
8374, 77, 74, 79, 82elfzd 13647 . 2 (𝜑 → 1 ∈ (1...6))
8453resqcld 14268 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘1)↑2) ∈ ℝ)
852, 73, 83, 84fvmptd 7001 1 (𝜑 → ((veronese‘𝑃)‘1) = ((𝑃‘1)↑2))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ifcif 4481   class class class wbr 5102  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑m cmap 8847  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   ≤ cle 11344  2c2 12397  3c3 12398  4c4 12399  5c5 12400  6c6 12401  ℤcz 12693  ...cfz 13639  ↑cexp 14204  veronesecveronese 50968
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-fz 13640  df-seq 14145  df-exp 14205  df-veronese 50969
This theorem is used by:  veronesevrowd  50979  veroquadgsumlem  50983
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