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Theorem veronesev3lem 50873
Description: Lemma for veronesevrowd 50877. Value of the third coordinate of the Veronese map at a point. (Contributed by Jiamin Zhao, 17-Aug-2026.)
Hypothesis
Ref Expression
veronesevrow.1 (𝜑𝑃 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
Assertion
Ref Expression
veronesev3lem (𝜑 → ((veronese‘𝑃)‘3) = ((𝑃‘3)↑2))

Proof of Theorem veronesev3lem
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 veronesevrow.1 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
21veronesevald 50869 . 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 4488 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0) = ((𝑃‘3)↑2))
43oveq2d 7432 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → ((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)))
54oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → (((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))) = (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
6 1ne3 50839 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ≠ 3
76necomi 3009 . . . . . . . . . . . . 13 3 ≠ 1
8 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 1 ↔ 3 ≠ 1))
97, 8mpbiri 261 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 1)
109neneqd 2960 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 1)
1110iffalsed 4493 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) = 0)
1211oveq1d 7431 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → (if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)))
1312oveq1d 7431 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → ((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) = ((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)))
1413oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → (((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((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 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
155, 14eqtrd 2795 . . . . . 6 (𝑥 = 3 → (((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))) = (((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((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 2ne3 50840 . . . . . . . . . . . . 13 2 ≠ 3
1716necomi 3009 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 2
18 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 2 ↔ 3 ≠ 2))
1917, 18mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 2)
2019neneqd 2960 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 2)
2120iffalsed 4493 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0) = 0)
2221oveq2d 7432 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → (0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (0 + 0))
2322oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → ((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) = ((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)))
2423oveq1d 7431 . . . . . 6 (𝑥 = 3 → (((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((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 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
25 3re 12370 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℝ
26 3lt4 12466 . . . . . . . . . . . . 13 3 < 4
2725, 26ltneii 11372 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 4
28 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 4 ↔ 3 ≠ 4))
2927, 28mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 4)
3029neneqd 2960 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 4)
3130iffalsed 4493 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) = 0)
3231oveq1d 7431 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → (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)))
3332oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → ((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)))
3433oveq2d 7432 . . . . . 6 (𝑥 = 3 → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((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 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
3515, 24, 343eqtrd 2799 . . . . 5 (𝑥 = 3 → (((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))) = (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
36 3lt5 12470 . . . . . . . . . . . 12 3 < 5
3725, 36ltneii 11372 . . . . . . . . . . 11 3 ≠ 5
38 neeq1 3017 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 5 ↔ 3 ≠ 5))
3937, 38mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 5)
4039neneqd 2960 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 5)
4140iffalsed 4493 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0) = 0)
4241oveq2d 7432 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → (0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (0 + 0))
4342oveq1d 7431 . . . . . 6 (𝑥 = 3 → ((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)))
4443oveq2d 7432 . . . . 5 (𝑥 = 3 → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
45 3lt6 12475 . . . . . . . . . . 11 3 < 6
4625, 45ltneii 11372 . . . . . . . . . 10 3 ≠ 6
47 neeq1 3017 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 6 ↔ 3 ≠ 6))
4846, 47mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 6)
4948neneqd 2960 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 6)
5049iffalsed 4493 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0) = 0)
5150oveq2d 7432 . . . . . 6 (𝑥 = 3 → ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((0 + 0) + 0))
5251oveq2d 7432 . . . . 5 (𝑥 = 3 → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)))
5335, 44, 523eqtrd 2799 . . . 4 (𝑥 = 3 → (((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))) = (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)))
5453adantl 487 . . 3 ((𝜑𝑥 = 3) → (((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))) = (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)))
55 00id 11434 . . . . . . . 8 (0 + 0) = 0
5655a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 3) → (0 + 0) = 0)
5756oveq1d 7431 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 3) → ((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) = (0 + ((𝑃‘3)↑2)))
5857oveq1d 7431 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = ((0 + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)))
591rr3fv3cld 50847 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘3) ∈ ℝ)
6059adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 3) → (𝑃‘3) ∈ ℝ)
6160resqcld 14214 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 3) → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℝ)
6261recnd 11286 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 3) → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℂ)
6362addlidd 11460 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 3) → (0 + ((𝑃‘3)↑2)) = ((𝑃‘3)↑2))
6463oveq1d 7431 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 3) → ((0 + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
6558, 64eqtrd 2795 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
66 0red 11260 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 3) → 0 ∈ ℝ)
6766, 66readdcld 11287 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 3) → (0 + 0) ∈ ℝ)
6867recnd 11286 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 3) → (0 + 0) ∈ ℂ)
6968addridd 11459 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 3) → ((0 + 0) + 0) = (0 + 0))
7069oveq2d 7432 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + (0 + 0)))
7156oveq2d 7432 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + (0 + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + 0))
7265, 70, 713eqtrd 2799 . . 3 ((𝜑𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + 0))
7362addridd 11459 . . 3 ((𝜑𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + 0) = ((𝑃‘3)↑2))
7454, 72, 733eqtrd 2799 . 2 ((𝜑𝑥 = 3) → (((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‘3)↑2))
75 1zzd 12674 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
76 6nn 12379 . . . . 5 6 ∈ ℕ
7776nnzi 12667 . . . 4 6 ∈ ℤ
7877a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
79 3z 12676 . . . 4 3 ∈ ℤ
8079a1i 11 . . 3 (𝜑 → 3 ∈ ℤ)
81 1le3 12504 . . . 4 1 ≤ 3
8281a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 3)
83 6re 12380 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8425, 83, 45ltleii 11382 . . . 4 3 ≤ 6
8584a1i 11 . . 3 (𝜑 → 3 ≤ 6)
8675, 78, 80, 82, 85elfzd 13594 . 2 (𝜑 → 3 ∈ (1...6))
8759resqcld 14214 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℝ)
882, 74, 86, 87fvmptd 6997 1 (𝜑 → ((veronese‘𝑃)‘3) = ((𝑃‘3)↑2))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2955  ifcif 4482   class class class wbr 5103  cfv 6535  (class class class)co 7416  m cmap 8833  cr 11148  0cc0 11149  1c1 11150   + caddc 11152   · cmul 11154  cle 11293  2c2 12344  3c3 12345  4c4 12346  5c5 12347  6c6 12348  cz 12640  ...cfz 13586  cexp 14150  veronesecveronese 50866
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7742  ax-cnex 11205  ax-resscn 11206  ax-1cn 11207  ax-icn 11208  ax-addcl 11209  ax-addrcl 11210  ax-mulcl 11211  ax-mulrcl 11212  ax-mulcom 11213  ax-addass 11214  ax-mulass 11215  ax-distr 11216  ax-i2m1 11217  ax-1ne0 11218  ax-1rid 11219  ax-rnegex 11220  ax-rrecex 11221  ax-cnre 11222  ax-pre-lttri 11223  ax-pre-lttrn 11224  ax-pre-ltadd 11225  ax-pre-mulgt0 11226
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 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 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6301  df-ord 6362  df-on 6363  df-lim 6364  df-suc 6365  df-iota 6491  df-fun 6537  df-fn 6538  df-f 6539  df-f1 6540  df-fo 6541  df-f1o 6542  df-fv 6543  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8365  df-rdg 8404  df-er 8703  df-map 8835  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12283  df-2 12352  df-3 12353  df-4 12354  df-5 12355  df-6 12356  df-n0 12554  df-z 12641  df-uz 12913  df-fz 13587  df-seq 14091  df-exp 14151  df-veronese 50867
This theorem is used by:  veronesevrowd  50877  veroquadgsumlem  50881
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