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Theorem abstri 12089
Description: Triangle inequality for absolute value. Proposition 10-3.7(h) of [Gleason] p. 133. (Contributed by NM, 7-Mar-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 29-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
abstri  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  +  B )
)  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) )

Proof of Theorem abstri
StepHypRef Expression
1 2re 10025 . . . . . 6  |-  2  e.  RR
21a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  2  e.  RR )
3 simpl 444 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  A  e.  CC )
4 simpr 448 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  B  e.  CC )
54cjcld 11956 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( * `  B
)  e.  CC )
63, 5mulcld 9064 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A  x.  (
* `  B )
)  e.  CC )
76recld 11954 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( Re `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  e.  RR )
82, 7remulcld 9072 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
Re `  ( A  x.  ( * `  B
) ) ) )  e.  RR )
9 abscl 12038 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  CC  ->  ( abs `  A )  e.  RR )
103, 9syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  A
)  e.  RR )
11 abscl 12038 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  CC  ->  ( abs `  B )  e.  RR )
124, 11syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  B
)  e.  RR )
1310, 12remulcld 9072 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) )  e.  RR )
142, 13remulcld 9072 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) )  e.  RR )
1510resqcld 11504 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
) ^ 2 )  e.  RR )
1612resqcld 11504 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  B
) ^ 2 )  e.  RR )
1715, 16readdcld 9071 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  A ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  e.  RR )
18 releabs 12080 . . . . . . 7  |-  ( ( A  x.  ( * `
 B ) )  e.  CC  ->  (
Re `  ( A  x.  ( * `  B
) ) )  <_ 
( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) ) )
196, 18syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( Re `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  <_  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) ) )
20 absmul 12054 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( * `  B
)  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  =  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  ( * `  B ) ) ) )
213, 5, 20syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  =  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  ( * `  B ) ) ) )
22 abscj 12039 . . . . . . . . 9  |-  ( B  e.  CC  ->  ( abs `  ( * `  B ) )  =  ( abs `  B
) )
234, 22syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  (
* `  B )
)  =  ( abs `  B ) )
2423oveq2d 6056 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  ( * `  B
) ) )  =  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) )
2521, 24eqtrd 2436 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  =  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B ) ) )
2619, 25breqtrd 4196 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( Re `  ( A  x.  ( * `  B ) ) )  <_  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B ) ) )
27 2rp 10573 . . . . . . 7  |-  2  e.  RR+
2827a1i 11 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  2  e.  RR+ )
297, 13, 28lemul2d 10644 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( Re `  ( A  x.  (
* `  B )
) )  <_  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) )  <->  ( 2  x.  ( Re `  ( A  x.  (
* `  B )
) ) )  <_ 
( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) ) )
3026, 29mpbid 202 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
Re `  ( A  x.  ( * `  B
) ) ) )  <_  ( 2  x.  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )
318, 14, 17, 30leadd2dd 9597 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( ( abs `  A ) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B
) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re `  ( A  x.  (
* `  B )
) ) ) )  <_  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B
) ) ) ) )
32 sqabsadd 12042 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  ( A  +  B )
) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( Re
`  ( A  x.  ( * `  B
) ) ) ) ) )
3310recnd 9070 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  A
)  e.  CC )
3412recnd 9070 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  B
)  e.  CC )
35 binom2 11451 . . . . 5  |-  ( ( ( abs `  A
)  e.  CC  /\  ( abs `  B )  e.  CC )  -> 
( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) ) )
3633, 34, 35syl2anc 643 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) ) )
3715recnd 9070 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
) ^ 2 )  e.  CC )
3814recnd 9070 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) )  e.  CC )
3916recnd 9070 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  B
) ^ 2 )  e.  CC )
4037, 38, 39add32d 9244 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( ( abs `  A ) ^ 2 )  +  ( 2  x.  (
( abs `  A
)  x.  ( abs `  B ) ) ) )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B
) ) ) ) )
4136, 40eqtrd 2436 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B ) ) ^ 2 )  =  ( ( ( ( abs `  A
) ^ 2 )  +  ( ( abs `  B ) ^ 2 ) )  +  ( 2  x.  ( ( abs `  A )  x.  ( abs `  B
) ) ) ) )
4231, 32, 413brtr4d 4202 . 2  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  ( A  +  B )
) ^ 2 )  <_  ( ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) ^ 2 ) )
43 addcl 9028 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A  +  B
)  e.  CC )
44 abscl 12038 . . . 4  |-  ( ( A  +  B )  e.  CC  ->  ( abs `  ( A  +  B ) )  e.  RR )
4543, 44syl 16 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  +  B )
)  e.  RR )
4610, 12readdcld 9071 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  A
)  +  ( abs `  B ) )  e.  RR )
47 absge0 12047 . . . 4  |-  ( ( A  +  B )  e.  CC  ->  0  <_  ( abs `  ( A  +  B )
) )
4843, 47syl 16 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( abs `  ( A  +  B
) ) )
49 absge0 12047 . . . . 5  |-  ( A  e.  CC  ->  0  <_  ( abs `  A
) )
503, 49syl 16 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( abs `  A ) )
51 absge0 12047 . . . . 5  |-  ( B  e.  CC  ->  0  <_  ( abs `  B
) )
524, 51syl 16 . . . 4  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( abs `  B ) )
5310, 12, 50, 52addge0d 9558 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  0  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) )
5445, 46, 48, 53le2sqd 11513 . 2  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( ( abs `  ( A  +  B )
)  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) )  <->  ( ( abs `  ( A  +  B ) ) ^
2 )  <_  (
( ( abs `  A
)  +  ( abs `  B ) ) ^
2 ) ) )
5542, 54mpbird 224 1  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( abs `  ( A  +  B )
)  <_  ( ( abs `  A )  +  ( abs `  B
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721   class class class wbr 4172   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   CCcc 8944   RRcr 8945   0cc0 8946    + caddc 8949    x. cmul 8951    <_ cle 9077   2c2 10005   RR+crp 10568   ^cexp 11337   *ccj 11856   Recre 11857   abscabs 11994
This theorem is referenced by:  abs3dif  12090  abs2dif2  12092  abstrii  12166  abstrid  12213  absabv  16711  cnnv  22121
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-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
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
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