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Theorem veronesev4lem 50874
Description: Lemma for veronesevrowd 50877. 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 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 1re 11257 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
4 1lt4 12468 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 4
53, 4gtneii 11371 . . . . . . . . . . . 12 4 ≠ 1
6 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 1 ↔ 4 ≠ 1))
75, 6mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 1)
87neneqd 2960 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 1)
98iffalsed 4493 . . . . . . . . 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 4488 . . . . . . . . 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 12364 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ
17 2lt4 12467 . . . . . . . . . . . . 13 2 < 4
1816, 17gtneii 11371 . . . . . . . . . . . 12 4 ≠ 2
19 neeq1 3017 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 2 ↔ 4 ≠ 2))
2018, 19mpbiri 261 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 2)
2120neneqd 2960 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 2)
2221iffalsed 4493 . . . . . . . . 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 12370 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℝ
27 3lt4 12466 . . . . . . . . . . . 12 3 < 4
2826, 27gtneii 11371 . . . . . . . . . . 11 4 ≠ 3
29 neeq1 3017 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 3 ↔ 4 ≠ 3))
3028, 29mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 3)
3130neneqd 2960 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 3)
3231iffalsed 4493 . . . . . . . 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 2799 . . . . 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 12374 . . . . . . . . . . . 12 4 ∈ ℝ
37 4lt5 12469 . . . . . . . . . . . 12 4 < 5
3836, 37ltneii 11372 . . . . . . . . . . 11 4 ≠ 5
39 neeq1 3017 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 5 ↔ 4 ≠ 5))
4038, 39mpbiri 261 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 5)
4140neneqd 2960 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 5)
4241iffalsed 4493 . . . . . . . 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 12474 . . . . . . . . . . 11 4 < 6
4736, 46ltneii 11372 . . . . . . . . . 10 4 ≠ 6
48 neeq1 3017 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 4 → (𝑥 ≠ 6 ↔ 4 ≠ 6))
4947, 48mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → 𝑥 ≠ 6)
5049neneqd 2960 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → ¬ 𝑥 = 6)
5150iffalsed 4493 . . . . . . 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 2799 . . . 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 11260 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 4) → 0 ∈ ℝ)
5756, 56readdcld 11287 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + 0) ∈ ℝ)
5857recnd 11286 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + 0) ∈ ℂ)
5958addridd 11459 . . . . . 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 11434 . . . . . . 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 2795 . . . 4 ((𝜑𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
651rr3fv1cld 50845 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
6665adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 4) → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
671rr3fv2cld 50846 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘2) ∈ ℝ)
6867adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 = 4) → (𝑃‘2) ∈ ℝ)
6966, 68remulcld 11288 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 = 4) → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℝ)
7069, 56readdcld 11287 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) ∈ ℝ)
7170recnd 11286 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) ∈ ℂ)
7271addridd 11459 . . . . 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 11286 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 = 4) → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℂ)
7574addridd 11459 . . . . 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 2799 . . 3 ((𝜑𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))))
7874addlidd 11460 . . 3 ((𝜑𝑥 = 4) → (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
7955, 77, 783eqtrd 2799 . 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 12674 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
81 6nn 12379 . . . . 5 6 ∈ ℕ
8281nnzi 12667 . . . 4 6 ∈ ℤ
8382a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
84 4z 12677 . . . 4 4 ∈ ℤ
8584a1i 11 . . 3 (𝜑 → 4 ∈ ℤ)
863, 36, 4ltleii 11382 . . . 4 1 ≤ 4
8786a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 4)
88 6re 12380 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8936, 88, 46ltleii 11382 . . . 4 4 ≤ 6
9089a1i 11 . . 3 (𝜑 → 4 ≤ 6)
9180, 83, 85, 87, 90elfzd 13594 . 2 (𝜑 → 4 ∈ (1...6))
9265, 67remulcld 11288 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℝ)
932, 79, 91, 92fvmptd 6997 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 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-z 12641  df-uz 12913  df-fz 13587  df-veronese 50867
This theorem is used by:  veronesevrowd  50877  veroquadgsumlem  50881
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