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Theorem veronesev4lem 50791
Description: Lemma for veronesevrowd 50794. Value of the fourth 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
veronesev4lem (𝜑 → ((veronese‘𝑃)‘4) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))

Proof of Theorem veronesev4lem
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 1re 11233 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
4 1lt4 12444 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 4
53, 4gtneii 11347 . . . . . . . . . . . 12 4 ≠ 1
6 neeq1 3019 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 1 ↔ 4 ≠ 1))
75, 6mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 1)
87neneqd 2962 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 1)
98iffalsed 4496 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) = 0)
109oveq1d 7431 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → (if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)))
1110oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → ((if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)))
12 iftrue 4491 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
1312oveq1d 7431 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → (if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)))
1413oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → ((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) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)))
1511, 14oveq12d 7434 . . . . . 6 (𝑥 = 4 → (((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)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
16 2re 12340 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ
17 2lt4 12443 . . . . . . . . . . . . 13 2 < 4
1816, 17gtneii 11347 . . . . . . . . . . . 12 4 ≠ 2
19 neeq1 3019 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 2 ↔ 4 ≠ 2))
2018, 19mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 2)
2120neneqd 2962 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 2)
2221iffalsed 4496 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0) = 0)
2322oveq2d 7432 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → (0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (0 + 0))
2423oveq1d 7431 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → ((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((0 + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)))
2524oveq1d 7431 . . . . . 6 (𝑥 = 4 → (((0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((0 + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
26 3re 12346 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℝ
27 3lt4 12442 . . . . . . . . . . . 12 3 < 4
2826, 27gtneii 11347 . . . . . . . . . . 11 4 ≠ 3
29 neeq1 3019 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 3 ↔ 4 ≠ 3))
3028, 29mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 3)
3130neneqd 2962 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 3)
3231iffalsed 4496 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0) = 0)
3332oveq2d 7432 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → ((0 + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((0 + 0) + 0))
3433oveq1d 7431 . . . . . 6 (𝑥 = 4 → (((0 + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
3515, 25, 343eqtrd 2801 . . . . 5 (𝑥 = 4 → (((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) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
36 4re 12350 . . . . . . . . . . . 12 4 ∈ ℝ
37 4lt5 12445 . . . . . . . . . . . 12 4 < 5
3836, 37ltneii 11348 . . . . . . . . . . 11 4 ≠ 5
39 neeq1 3019 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 5 ↔ 4 ≠ 5))
4038, 39mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 5)
4140neneqd 2962 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 5)
4241iffalsed 4496 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0) = 0)
4342oveq2d 7432 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0))
4443oveq1d 7431 . . . . . 6 (𝑥 = 4 → ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)))
4544oveq2d 7432 . . . . 5 (𝑥 = 4 → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))))
46 4lt6 12450 . . . . . . . . . . 11 4 < 6
4736, 46ltneii 11348 . . . . . . . . . 10 4 ≠ 6
48 neeq1 3019 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 6 ↔ 4 ≠ 6))
4947, 48mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 6)
5049neneqd 2962 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 6)
5150iffalsed 4496 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0) = 0)
5251oveq2d 7432 . . . . . 6 (𝑥 = 4 → ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0))
5352oveq2d 7432 . . . . 5 (𝑥 = 4 → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0))) = (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
5435, 45, 533eqtrd 2801 . . . 4 (𝑥 = 4 → (((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) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
5554adantl 487 . . 3 ((𝜑𝑥 = 4) → (((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) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
56 0red 11236 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 4) → 0 ∈ ℝ)
5756, 56readdcld 11263 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + 0) ∈ ℝ)
5857recnd 11262 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + 0) ∈ ℂ)
5958addridd 11435 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 4) → ((0 + 0) + 0) = (0 + 0))
6059oveq1d 7431 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = ((0 + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
61 00id 11410 . . . . . . 7 (0 + 0) = 0
6261a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + 0) = 0)
6362oveq1d 7431 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 4) → ((0 + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
6460, 63eqtrd 2797 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
651rr3fv1cld 50762 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
6665adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 4) → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
671rr3fv2cld 50763 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘2) ∈ ℝ)
6867adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 4) → (𝑃‘2) ∈ ℝ)
6966, 68remulcld 11264 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 4) → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℝ)
7069, 56readdcld 11263 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) ∈ ℝ)
7170recnd 11262 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) ∈ ℂ)
7271addridd 11435 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 4) → ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0) = (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0))
7372oveq2d 7432 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0)))
7469recnd 11262 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 4) → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℂ)
7574addridd 11435 . . . . 5 ((𝜑𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
7675oveq2d 7432 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0)) = (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))))
7764, 73, 763eqtrd 2801 . . 3 ((𝜑𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))))
7874addlidd 11436 . . 3 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
7955, 77, 783eqtrd 2801 . 2 ((𝜑𝑥 = 4) → (((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) · (𝑃‘2)))
80 1zzd 12650 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
81 6nn 12355 . . . . 5 6 ∈ ℕ
8281nnzi 12643 . . . 4 6 ∈ ℤ
8382a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
84 4z 12653 . . . 4 4 ∈ ℤ
8584a1i 11 . . 3 (𝜑 → 4 ∈ ℤ)
863, 36, 4ltleii 11358 . . . 4 1 ≤ 4
8786a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 4)
88 6re 12356 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8936, 88, 46ltleii 11358 . . . 4 4 ≤ 6
9089a1i 11 . . 3 (𝜑 → 4 ≤ 6)
9180, 83, 85, 87, 90elfzd 13569 . 2 (𝜑 → 4 ∈ (1...6))
9265, 67remulcld 11264 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℝ)
932, 79, 91, 92fvmptd 6998 1 (𝜑 → ((veronese‘𝑃)‘4) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘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-z 12617  df-uz 12889  df-fz 13562  df-veronese 50784
This theorem is used by:  veronesevrowd  50794  veroquadgsumlem  50798
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