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Theorem veronesev4lem 50976
Description: Lemma for veronesevrowd 50979. Value of the fourth 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
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 (𝜑 → 𝑃 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
21veronesevald 50971 . 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 11308 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
4 1lt4 12521 . . . . . . . . . . . . 13 1 < 4
53, 4gtneii 11422 . . . . . . . . . . . 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 4492 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 1, ((𝑃‘1)↑2), 0) = 0)
109oveq1d 7435 . . . . . . . 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 7435 . . . . . . 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 4487 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 4, ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)), 0) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
1312oveq1d 7435 . . . . . . . 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 7435 . . . . . . 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 7438 . . . . . 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 12417 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ
17 2lt4 12520 . . . . . . . . . . . . 13 2 < 4
1816, 17gtneii 11422 . . . . . . . . . . . 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 4492 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0) = 0)
2322oveq2d 7436 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → (0 + if(𝑥 = 2, ((𝑃‘2)↑2), 0)) = (0 + 0))
2423oveq1d 7435 . . . . . . 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 7435 . . . . . 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 12423 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℝ
27 3lt4 12519 . . . . . . . . . . . 12 3 < 4
2826, 27gtneii 11422 . . . . . . . . . . 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 4492 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0) = 0)
3332oveq2d 7436 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → ((0 + 0) + if(𝑥 = 3, ((𝑃‘3)↑2), 0)) = ((0 + 0) + 0))
3433oveq1d 7435 . . . . . 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 12427 . . . . . . . . . . . 12 4 ∈ ℝ
37 4lt5 12522 . . . . . . . . . . . 12 4 < 5
3836, 37ltneii 11423 . . . . . . . . . . 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 4492 . . . . . . . 8 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0) = 0)
4342oveq2d 7436 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + if(𝑥 = 5, ((𝑃‘2) · (𝑃‘3)), 0)) = (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0))
4443oveq1d 7435 . . . . . 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 7436 . . . . 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 12527 . . . . . . . . . . 11 4 < 6
4736, 46ltneii 11423 . . . . . . . . . 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 4492 . . . . . . 7 (𝑥 = 4 → if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0) = 0)
5251oveq2d 7436 . . . . . 6 (𝑥 = 4 → ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + if(𝑥 = 6, ((𝑃‘3) · (𝑃‘1)), 0)) = ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0))
5352oveq2d 7436 . . . . 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 ((𝜑 ∧ 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)))
56 0red 11311 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → 0 ∈ ℝ)
5756, 56readdcld 11338 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (0 + 0) ∈ ℝ)
5857recnd 11337 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (0 + 0) ∈ ℂ)
5958addridd 11510 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → ((0 + 0) + 0) = (0 + 0))
6059oveq1d 7435 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = ((0 + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
61 00id 11485 . . . . . . 7 (0 + 0) = 0
6261a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (0 + 0) = 0)
6362oveq1d 7435 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → ((0 + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
6460, 63eqtrd 2795 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)))
651rr3fv1cld 50947 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
6665adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (𝑃‘1) ∈ ℝ)
671rr3fv2cld 50948 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃‘2) ∈ ℝ)
6867adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (𝑃‘2) ∈ ℝ)
6966, 68remulcld 11339 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℝ)
7069, 56readdcld 11338 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) ∈ ℝ)
7170recnd 11337 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) ∈ ℂ)
7271addridd 11510 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0) = (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0))
7372oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (0 + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0)))
7469recnd 11337 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℂ)
7574addridd 11510 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
7675oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (0 + (((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0)) = (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))))
7764, 73, 763eqtrd 2799 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (((0 + 0) + 0) + ((((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) + 0) + 0)) = (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))))
7874addlidd 11511 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 = 4) → (0 + ((𝑃‘1) · (𝑃‘2))) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
7955, 77, 783eqtrd 2799 . 2 ((𝜑 ∧ 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))) = ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)))
80 1zzd 12727 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
81 6nn 12432 . . . . 5 6 ∈ ℕ
8281nnzi 12720 . . . 4 6 ∈ ℤ
8382a1i 11 . . 3 (𝜑 → 6 ∈ ℤ)
84 4z 12730 . . . 4 4 ∈ ℤ
8584a1i 11 . . 3 (𝜑 → 4 ∈ ℤ)
863, 36, 4ltleii 11433 . . . 4 1 ≤ 4
8786a1i 11 . . 3 (𝜑 → 1 ≤ 4)
88 6re 12433 . . . . 5 6 ∈ ℝ
8936, 88, 46ltleii 11433 . . . 4 4 ≤ 6
9089a1i 11 . . 3 (𝜑 → 4 ≤ 6)
9180, 83, 85, 87, 90elfzd 13647 . 2 (𝜑 → 4 ∈ (1...6))
9265, 67remulcld 11339 . 2 (𝜑 → ((𝑃‘1) · (𝑃‘2)) ∈ ℝ)
932, 79, 91, 92fvmptd 7001 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ifcif 4481   class class class wbr 5102  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑m cmap 8847  ℝcr 11199  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   ≤ cle 11344  2c2 12397  3c3 12398  4c4 12399  5c5 12400  6c6 12401  ℤcz 12693  ...cfz 13639  ↑cexp 14204  veronesecveronese 50968
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-z 12694  df-uz 12966  df-fz 13640  df-veronese 50969
This theorem is used by:  veronesevrowd  50979  veroquadgsumlem  50983
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