Theorem normlem0 27350

Description: Lemma used to derive properties of norm. Part of Theorem 3.3(ii) of [Beran] p. 97. (Contributed by NM, 7-Oct-1999.) (New usage is discouraged.)

Hypotheses

Ref	Expression
normlem1.1	⊢ 𝑆 ∈ ℂ
normlem1.2	⊢ 𝐹 ∈ ℋ
normlem1.3	⊢ 𝐺 ∈ ℋ

Assertion

Ref	Expression
normlem0	⊢ ((𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)) ·ih (𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺))) = (((𝐹 ·ih 𝐹) + (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺))) + ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺))))

Proof of Theorem normlem0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		normlem1.2	. . . . 5 ⊢ 𝐹 ∈ ℋ
2		normlem1.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 ∈ ℂ
3		normlem1.3	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 ∈ ℋ
4	2, 3	hvmulcli 27255	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ·ℎ 𝐺) ∈ ℋ
5	1, 4	hvsubvali 27261	. . . 4 ⊢ (𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)) = (𝐹 +ℎ (-1 ·ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)))
6	2	mulm1i 10354	. . . . . . 7 ⊢ (-1 · 𝑆) = -𝑆
7	6	oveq1i 6559	. . . . . 6 ⊢ ((-1 · 𝑆) ·ℎ 𝐺) = (-𝑆 ·ℎ 𝐺)
8		neg1cn 11001	. . . . . . 7 ⊢ -1 ∈ ℂ
9	8, 2, 3	hvmulassi 27287	. . . . . 6 ⊢ ((-1 · 𝑆) ·ℎ 𝐺) = (-1 ·ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺))
10	7, 9	eqtr3i 2634	. . . . 5 ⊢ (-𝑆 ·ℎ 𝐺) = (-1 ·ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺))
11	10	oveq2i 6560	. . . 4 ⊢ (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) = (𝐹 +ℎ (-1 ·ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)))
12	5, 11	eqtr4i 2635	. . 3 ⊢ (𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)) = (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))
13	12, 12	oveq12i 6561	. 2 ⊢ ((𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)) ·ih (𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))
14	2	negcli 10228	. . . 4 ⊢ -𝑆 ∈ ℂ
15	14, 3	hvmulcli 27255	. . 3 ⊢ (-𝑆 ·ℎ 𝐺) ∈ ℋ
16	1, 15	hvaddcli 27259	. . 3 ⊢ (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) ∈ ℋ
17		ax-his2 27324	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ ℋ ∧ (-𝑆 ·ℎ 𝐺) ∈ ℋ ∧ (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) ∈ ℋ) → ((𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) + ((-𝑆 ·ℎ 𝐺) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))))
18	1, 15, 16, 17	mp3an 1416	. 2 ⊢ ((𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) + ((-𝑆 ·ℎ 𝐺) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))))
19		his7 27331	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ ℋ ∧ 𝐹 ∈ ℋ ∧ (-𝑆 ·ℎ 𝐺) ∈ ℋ) → (𝐹 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 ·ih 𝐹) + (𝐹 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺))))
20	1, 1, 15, 19	mp3an 1416	. . . 4 ⊢ (𝐹 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 ·ih 𝐹) + (𝐹 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))
21		his5 27327	. . . . . . 7 ⊢ ((-𝑆 ∈ ℂ ∧ 𝐹 ∈ ℋ ∧ 𝐺 ∈ ℋ) → (𝐹 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) = ((∗‘-𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺)))
22	14, 1, 3, 21	mp3an 1416	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) = ((∗‘-𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺))
23	2	cjnegi 13770	. . . . . . 7 ⊢ (∗‘-𝑆) = -(∗‘𝑆)
24	23	oveq1i 6559	. . . . . 6 ⊢ ((∗‘-𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺)) = (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺))
25	22, 24	eqtri 2632	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) = (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺))
26	25	oveq2i 6560	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ·ih 𝐹) + (𝐹 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 ·ih 𝐹) + (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺)))
27	20, 26	eqtri 2632	. . 3 ⊢ (𝐹 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐹 ·ih 𝐹) + (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺)))
28		ax-his3 27325	. . . . 5 ⊢ ((-𝑆 ∈ ℂ ∧ 𝐺 ∈ ℋ ∧ (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) ∈ ℋ) → ((-𝑆 ·ℎ 𝐺) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = (-𝑆 · (𝐺 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))))
29	14, 3, 16, 28	mp3an 1416	. . . 4 ⊢ ((-𝑆 ·ℎ 𝐺) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = (-𝑆 · (𝐺 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))))
30		his7 27331	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ ℋ ∧ 𝐹 ∈ ℋ ∧ (-𝑆 ·ℎ 𝐺) ∈ ℋ) → (𝐺 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐺 ·ih 𝐹) + (𝐺 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺))))
31	3, 1, 15, 30	mp3an 1416	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐺 ·ih 𝐹) + (𝐺 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))
32		his5 27327	. . . . . . . 8 ⊢ ((-𝑆 ∈ ℂ ∧ 𝐺 ∈ ℋ ∧ 𝐺 ∈ ℋ) → (𝐺 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) = ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
33	14, 3, 3, 32	mp3an 1416	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺)) = ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺))
34	33	oveq2i 6560	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ·ih 𝐹) + (𝐺 ·ih (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐺 ·ih 𝐹) + ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
35	31, 34	eqtri 2632	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((𝐺 ·ih 𝐹) + ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
36	35	oveq2i 6560	. . . 4 ⊢ (-𝑆 · (𝐺 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))) = (-𝑆 · ((𝐺 ·ih 𝐹) + ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺))))
37	3, 1	hicli 27322	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ·ih 𝐹) ∈ ℂ
38	14	cjcli 13757	. . . . . . 7 ⊢ (∗‘-𝑆) ∈ ℂ
39	3, 3	hicli 27322	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ·ih 𝐺) ∈ ℂ
40	38, 39	mulcli 9924	. . . . . 6 ⊢ ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)) ∈ ℂ
41	14, 37, 40	adddii 9929	. . . . 5 ⊢ (-𝑆 · ((𝐺 ·ih 𝐹) + ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))) = ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + (-𝑆 · ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺))))
42	14, 38, 39	mulassi 9928	. . . . . . 7 ⊢ ((-𝑆 · (∗‘-𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺)) = (-𝑆 · ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
43	23	oveq2i 6560	. . . . . . . . 9 ⊢ (-𝑆 · (∗‘-𝑆)) = (-𝑆 · -(∗‘𝑆))
44	2	cjcli 13757	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∗‘𝑆) ∈ ℂ
45	2, 44	mul2negi 10357	. . . . . . . . 9 ⊢ (-𝑆 · -(∗‘𝑆)) = (𝑆 · (∗‘𝑆))
46	43, 45	eqtri 2632	. . . . . . . 8 ⊢ (-𝑆 · (∗‘-𝑆)) = (𝑆 · (∗‘𝑆))
47	46	oveq1i 6559	. . . . . . 7 ⊢ ((-𝑆 · (∗‘-𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺)) = ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺))
48	42, 47	eqtr3i 2634	. . . . . 6 ⊢ (-𝑆 · ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺))) = ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺))
49	48	oveq2i 6560	. . . . 5 ⊢ ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + (-𝑆 · ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))) = ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
50	41, 49	eqtri 2632	. . . 4 ⊢ (-𝑆 · ((𝐺 ·ih 𝐹) + ((∗‘-𝑆) · (𝐺 ·ih 𝐺)))) = ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
51	29, 36, 50	3eqtri 2636	. . 3 ⊢ ((-𝑆 ·ℎ 𝐺) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) = ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺)))
52	27, 51	oveq12i 6561	. 2 ⊢ ((𝐹 ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺))) + ((-𝑆 ·ℎ 𝐺) ·ih (𝐹 +ℎ (-𝑆 ·ℎ 𝐺)))) = (((𝐹 ·ih 𝐹) + (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺))) + ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺))))
53	13, 18, 52	3eqtri 2636	1 ⊢ ((𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺)) ·ih (𝐹 −ℎ (𝑆 ·ℎ 𝐺))) = (((𝐹 ·ih 𝐹) + (-(∗‘𝑆) · (𝐹 ·ih 𝐺))) + ((-𝑆 · (𝐺 ·ih 𝐹)) + ((𝑆 · (∗‘𝑆)) · (𝐺 ·ih 𝐺))))

Syntax hints:   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ℂcc 9813  1c1 9816   + caddc 9818   · cmul 9820  -cneg 10146  ∗ccj 13684   ℋchil 27160   +_ℎ cva 27161   ·_ℎ csm 27162   ·_ih csp 27163   −_ℎ cmv 27166

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-hfvadd 27241  ax-hfvmul 27246  ax-hvmulass 27248  ax-hfi 27320  ax-his1 27323  ax-his2 27324  ax-his3 27325

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-2 10956  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-hvsub 27212

This theorem is referenced by:  normlem1  27351