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Theorem cncph 22273
Description: The set of complex numbers is an inner product (pre-Hilbert) space. (Contributed by Steve Rodriguez, 28-Apr-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Nov-2013.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
cncph.6  |-  U  = 
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.
Assertion
Ref Expression
cncph  |-  U  e.  CPreHil
OLD

Proof of Theorem cncph
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cncph.6 . 2  |-  U  = 
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.
2 eqid 2404 . . . 4  |-  <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  = 
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.
32cnnv 22121 . . 3  |-  <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  NrmCVec
4 mulm1 9431 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  ( -u 1  x.  y )  =  -u y )
54adantl 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( -u 1  x.  y )  =  -u y )
65oveq2d 6056 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  +  (
-u 1  x.  y
) )  =  ( x  +  -u y
) )
7 negsub 9305 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  +  -u y )  =  ( x  -  y ) )
86, 7eqtrd 2436 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  +  (
-u 1  x.  y
) )  =  ( x  -  y ) )
98fveq2d 5691 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) )  =  ( abs `  ( x  -  y ) ) )
109oveq1d 6055 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) ) ^ 2 )  =  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )
1110oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  +  ( -u 1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  (
x  -  y ) ) ^ 2 ) ) )
12 sqabsadd 12042 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( abs `  (
x  +  y ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) )
13 sqabssub 12043 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( abs `  (
x  -  y ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  -  (
2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) )
1412, 13oveq12d 6058 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) )  +  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  -  (
2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) ) )
15 abscl 12038 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  CC  ->  ( abs `  x )  e.  RR )
1615recnd 9070 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  ( abs `  x )  e.  CC )
1716sqcld 11476 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( abs `  x
) ^ 2 )  e.  CC )
18 abscl 12038 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  ( abs `  y )  e.  RR )
1918recnd 9070 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  CC  ->  ( abs `  y )  e.  CC )
2019sqcld 11476 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  CC  ->  (
( abs `  y
) ^ 2 )  e.  CC )
21 addcl 9028 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  e.  CC  /\  (
( abs `  y
) ^ 2 )  e.  CC )  -> 
( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC )
2217, 20, 21syl2an 464 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC )
23 2cn 10026 . . . . . . . . 9  |-  2  e.  CC
24 cjcl 11865 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  CC  ->  (
* `  y )  e.  CC )
25 mulcl 9030 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  CC  /\  ( * `  y
)  e.  CC )  ->  ( x  x.  ( * `  y
) )  e.  CC )
2624, 25sylan2 461 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( x  x.  (
* `  y )
)  e.  CC )
27 recl 11870 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  x.  ( * `
 y ) )  e.  CC  ->  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) )  e.  RR )
2827recnd 9070 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  x.  ( * `
 y ) )  e.  CC  ->  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) )  e.  CC )
2926, 28syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( Re `  (
x  x.  ( * `
 y ) ) )  e.  CC )
30 mulcl 9030 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  ( Re `  ( x  x.  ( * `  y ) ) )  e.  CC )  -> 
( 2  x.  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) )  e.  CC )
3123, 29, 30sylancr 645 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
Re `  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) )  e.  CC )
3222, 31, 22ppncand 9407 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) )  +  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  -  (
2  x.  ( Re
`  ( x  x.  ( * `  y
) ) ) ) ) )  =  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) ) ) )
3314, 32eqtrd 2436 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
34 2times 10055 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC  ->  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )  =  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3534eqcomd 2409 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) )  e.  CC  ->  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )  =  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3622, 35syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y
) ^ 2 ) )  +  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )  =  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3733, 36eqtrd 2436 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  -  y ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3811, 37eqtrd 2436 . . . 4  |-  ( ( x  e.  CC  /\  y  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  +  ( -u 1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) )
3938rgen2a 2732 . . 3  |-  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) )
40 addex 10566 . . . 4  |-  +  e.  _V
41 mulex 10567 . . . 4  |-  x.  e.  _V
42 absf 12096 . . . . 5  |-  abs : CC
--> RR
43 cnex 9027 . . . . 5  |-  CC  e.  _V
44 fex 5928 . . . . 5  |-  ( ( abs : CC --> RR  /\  CC  e.  _V )  ->  abs  e.  _V )
4542, 43, 44mp2an 654 . . . 4  |-  abs  e.  _V
46 cnaddablo 21891 . . . . . . 7  |-  +  e.  AbelOp
47 ablogrpo 21825 . . . . . . 7  |-  (  +  e.  AbelOp  ->  +  e.  GrpOp )
4846, 47ax-mp 8 . . . . . 6  |-  +  e.  GrpOp
49 ax-addf 9025 . . . . . . 7  |-  +  :
( CC  X.  CC )
--> CC
5049fdmi 5555 . . . . . 6  |-  dom  +  =  ( CC  X.  CC )
5148, 50grporn 21753 . . . . 5  |-  CC  =  ran  +
5251isphg 22271 . . . 4  |-  ( (  +  e.  _V  /\  x.  e.  _V  /\  abs  e.  _V )  ->  ( <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  CPreHil OLD  <->  (
<. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  (
( ( abs `  (
x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  ( x  +  (
-u 1  x.  y
) ) ) ^
2 ) )  =  ( 2  x.  (
( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) ) ) )
5340, 41, 45, 52mp3an 1279 . . 3  |-  ( <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  CPreHil OLD  <->  ( <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  NrmCVec  /\  A. x  e.  CC  A. y  e.  CC  ( ( ( abs `  ( x  +  y ) ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  (
x  +  ( -u
1  x.  y ) ) ) ^ 2 ) )  =  ( 2  x.  ( ( ( abs `  x
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  y ) ^ 2 ) ) ) ) )
543, 39, 53mpbir2an 887 . 2  |-  <. <.  +  ,  x.  >. ,  abs >.  e.  CPreHil
OLD
551, 54eqeltri 2474 1  |-  U  e.  CPreHil
OLD
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2666   _Vcvv 2916   <.cop 3777    X. cxp 4835   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   CCcc 8944   RRcr 8945   1c1 8947    + caddc 8949    x. cmul 8951    - cmin 9247   -ucneg 9248   2c2 10005   ^cexp 11337   *ccj 11856   Recre 11857   abscabs 11994   GrpOpcgr 21727   AbelOpcablo 21822   NrmCVeccnv 22016   CPreHil OLDccphlo 22266
This theorem is referenced by:  elimphu  22275  cnchl  22371
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023  ax-pre-sup 9024  ax-addf 9025  ax-mulf 9026
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-er 6864  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-sup 7404  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-n0 10178  df-z 10239  df-uz 10445  df-rp 10569  df-seq 11279  df-exp 11338  df-cj 11859  df-re 11860  df-im 11861  df-sqr 11995  df-abs 11996  df-grpo 21732  df-gid 21733  df-ablo 21823  df-vc 21978  df-nv 22024  df-ph 22267
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