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Theorem veronesev3lem 50790
Description: Lemma for veronesevrowd 50794. 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 50786 . 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 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 50756 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ≠ 3
76necomi 3011 . . . . . . . . . . . . 13 3 ≠ 1
8 neeq1 3019 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 1 ↔ 3 ≠ 1))
97, 8mpbiri 261 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 1)
109neneqd 2962 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 1)
1110iffalsed 4496 . . . . . . . . . 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 2797 . . . . . 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 50757 . . . . . . . . . . . . 13 2 ≠ 3
1716necomi 3011 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 2
18 neeq1 3019 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 2 ↔ 3 ≠ 2))
1917, 18mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 2)
2019neneqd 2962 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 2)
2120iffalsed 4496 . . . . . . . . 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 12346 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℝ
26 3lt4 12442 . . . . . . . . . . . . 13 3 < 4
2725, 26ltneii 11348 . . . . . . . . . . . 12 3 ≠ 4
28 neeq1 3019 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 4 ↔ 3 ≠ 4))
2927, 28mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 4)
3029neneqd 2962 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 4)
3130iffalsed 4496 . . . . . . . . 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 2801 . . . . 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 12446 . . . . . . . . . . . 12 3 < 5
3725, 36ltneii 11348 . . . . . . . . . . 11 3 ≠ 5
38 neeq1 3019 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 5 ↔ 3 ≠ 5))
3937, 38mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 5)
4039neneqd 2962 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 5)
4140iffalsed 4496 . . . . . . . 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 12451 . . . . . . . . . . 11 3 < 6
4625, 45ltneii 11348 . . . . . . . . . 10 3 ≠ 6
47 neeq1 3019 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 3 → (𝑥 ≠ 6 ↔ 3 ≠ 6))
4846, 47mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 3 → 𝑥 ≠ 6)
4948neneqd 2962 . . . . . . . 8 (𝑥 = 3 → ¬ 𝑥 = 6)
5049iffalsed 4496 . . . . . . 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 2801 . . . 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 11410 . . . . . . . 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 50764 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘3) ∈ ℝ)
6059adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 3) → (𝑃‘3) ∈ ℝ)
6160resqcld 14189 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 3) → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℝ)
6261recnd 11262 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 3) → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℂ)
6362addlidd 11436 . . . . . 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 2797 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + ((0 + 0) + 0)))
66 0red 11236 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 3) → 0 ∈ ℝ)
6766, 66readdcld 11263 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 3) → (0 + 0) ∈ ℝ)
6867recnd 11262 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 3) → (0 + 0) ∈ ℂ)
6968addridd 11435 . . . . 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 2801 . . 3 ((𝜑𝑥 = 3) → (((0 + 0) + ((𝑃‘3)↑2)) + ((0 + 0) + 0)) = (((𝑃‘3)↑2) + 0))
7362addridd 11435 . . 3 ((𝜑𝑥 = 3) → (((𝑃‘3)↑2) + 0) = ((𝑃‘3)↑2))
7454, 72, 733eqtrd 2801 . 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 12650 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
76 6nn 12355 . . . . 5 6 ∈ ℕ
7776nnzi 12643 . . . 4 6 ∈ ℤ
7877a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
79 3z 12652 . . . 4 3 ∈ ℤ
8079a1i 11 . . 3 (𝜑 → 3 ∈ ℤ)
81 1le3 12480 . . . 4 1 ≤ 3
8281a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 3)
83 6re 12356 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8425, 83, 45ltleii 11358 . . . 4 3 ≤ 6
8584a1i 11 . . 3 (𝜑 → 3 ≤ 6)
8675, 78, 80, 82, 85elfzd 13569 . 2 (𝜑 → 3 ∈ (1...6))
8759resqcld 14189 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘3)↑2) ∈ ℝ)
882, 74, 86, 87fvmptd 6998 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 2957  ifcif 4485   class class class wbr 5107  cfv 6537  (class class class)co 7416  m cmap 8829  cr 11124  0cc0 11125  1c1 11126   + caddc 11128   · cmul 11130  cle 11269  2c2 12320  3c3 12321  4c4 12322  5c5 12323  6c6 12324  cz 12616  ...cfz 13561  cexp 14125  veronesecveronese 50783
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 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202
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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  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-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8699  df-map 8831  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889  df-fz 13562  df-seq 14066  df-exp 14126  df-veronese 50784
This theorem is used by:  veronesevrowd  50794  veroquadgsumlem  50798
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