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Theorem veronesev3lem 51253
Description: Lemma for veronesevrowd 51257. Value of the third coordinate of the Veronese map at a point. (Contributed by Jiamin Zhao, 17-Aug-2026.)
Hypothesis
Ref Expression
veronesevrow.1 (𝜑 → 𝑃 ∈ (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 (𝜑 → 𝑃 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
21veronesevald 51249 . 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 4491 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0) = ((𝑃‘3)↑2))
43oveq2d 7456 . . . . . . . 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 7455 . . . . . . 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 51219 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ≠ 3
76necomi 3013 . . . . . . . . . . . . 13 3 ≠ 1
8 neeq1 3021 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 1 ↔ 3 ≠ 1))
97, 8mpbiri 261 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 1)
109neneqd 2964 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 1)
1110iffalsed 4496 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) = 0)
1211oveq1d 7455 . . . . . . . . 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 7455 . . . . . . . 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 7455 . . . . . . 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 2798 . . . . . 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 51220 . . . . . . . . . . . . 13 2 ≠ 3
1716necomi 3013 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 2
18 neeq1 3021 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 2 ↔ 3 ≠ 2))
1917, 18mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 2)
2019neneqd 2964 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 2)
2120iffalsed 4496 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0) = 0)
2221oveq2d 7456 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → (0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (0 + 0))
2322oveq1d 7455 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → ((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + ((𝑃‘3)↑2)) = ((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)))
2423oveq1d 7455 . . . . . 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 12447 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℝ
26 3lt4 12543 . . . . . . . . . . . . 13 3 < 4
2725, 26ltneii 11447 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 4
28 neeq1 3021 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 4 ↔ 3 ≠ 4))
2927, 28mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 4)
3029neneqd 2964 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 4)
3130iffalsed 4496 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) = 0)
3231oveq1d 7455 . . . . . . . 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 7455 . . . . . . 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 7456 . . . . . 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 2802 . . . . 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 12547 . . . . . . . . . . . 12 3 < 5
3725, 36ltneii 11447 . . . . . . . . . . 11 3 ≠ 5
38 neeq1 3021 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 5 ↔ 3 ≠ 5))
3937, 38mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 5)
4039neneqd 2964 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 5)
4140iffalsed 4496 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0) = 0)
4241oveq2d 7456 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → (0 + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (0 + 0))
4342oveq1d 7455 . . . . . 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 7456 . . . . 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 12552 . . . . . . . . . . 11 3 < 6
4625, 45ltneii 11447 . . . . . . . . . 10 3 ≠ 6
47 neeq1 3021 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 6 ↔ 3 ≠ 6))
4846, 47mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 6)
4948neneqd 2964 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 6)
5049iffalsed 4496 . . . . . . 7 (𝑥 = 3 → if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0) = 0)
5150oveq2d 7456 . . . . . 6 (𝑥 = 3 → ((0 + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((0 + 0) + 0))
5251oveq2d 7456 . . . . 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 2802 . . . 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 ((𝜑 ∧ 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)))
55 00id 11509 . . . . . . . 8 (0 + 0) = 0
5655a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (0 + 0) = 0)
5756oveq1d 7455 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → ((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) = (0 + ((𝑃‘3)↑2)))
5857oveq1d 7455 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = ((0 + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)))
591rr3fv3cld 51227 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘3) ∈ ℝ)
6059adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (𝑃‘3) ∈ ℝ)
6160resqcld 14292 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℝ)
6261recnd 11361 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℂ)
6362addlidd 11535 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (0 + ((𝑃‘3)↑2)) = ((𝑃‘3)↑2))
6463oveq1d 7455 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → ((0 + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
6558, 64eqtrd 2798 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
66 0red 11335 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → 0 ∈ ℝ)
6766, 66readdcld 11362 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (0 + 0) ∈ ℝ)
6867recnd 11361 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (0 + 0) ∈ ℂ)
6968addridd 11534 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → ((0 + 0) + 0) = (0 + 0))
7069oveq2d 7456 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + (0 + 0)))
7156oveq2d 7456 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + (0 + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + 0))
7265, 70, 713eqtrd 2802 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + 0))
7362addridd 11534 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + 0) = ((𝑃‘3)↑2))
7454, 72, 733eqtrd 2802 . 2 ((𝜑 ∧ 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))) = ((𝑃‘3)↑2))
75 1zzd 12751 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
76 6nn 12456 . . . . 5 6 ∈ ℕ
7776nnzi 12744 . . . 4 6 ∈ ℤ
7877a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
79 3z 12753 . . . 4 3 ∈ ℤ
8079a1i 11 . . 3 (𝜑 → 3 ∈ ℤ)
81 1le3 12581 . . . 4 1 ≤ 3
8281a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 3)
83 6re 12457 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8425, 83, 45ltleii 11457 . . . 4 3 ≤ 6
8584a1i 11 . . 3 (𝜑 → 3 ≤ 6)
8675, 78, 80, 82, 85elfzd 13671 . 2 (𝜑 → 3 ∈ (1...6))
8759resqcld 14292 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℝ)
882, 74, 86, 87fvmptd 7021 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 2147   ≠ wne 2959  ifcif 4485   class class class wbr 5106  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440   ↑m cmap 8872  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   · cmul 11229   ≤ cle 11368  2c2 12421  3c3 12422  4c4 12423  5c5 12424  6c6 12425  ℤcz 12717  ...cfz 13663  ↑cexp 14228  veronesecveronese 51246
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  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 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-er 8742  df-map 8874  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-n0 12631  df-z 12718  df-uz 12990  df-fz 13664  df-seq 14169  df-exp 14229  df-veronese 51247
This theorem is used by:  veronesevrowd  51257  veroquadgsumlem  51261
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