Metamath Proof Explorer


Theorem colinearalglem4

Description: Lemma for colinearalg . Prove a disjunction that will be needed in the final proof. (Contributed by Scott Fenton, 27-Jun-2013)

Ref Expression
Assertion colinearalglem4 A 𝔼 N C 𝔼 N K i 1 N K C i A i + A i - A i C i A i 0 i 1 N C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0 i 1 N A i C i K C i A i + A i - C i 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 relin01 K K 0 0 K K 1 1 K
2 1 adantl A 𝔼 N C 𝔼 N K K 0 0 K K 1 1 K
3 fveere A 𝔼 N i 1 N A i
4 3 adantlr A 𝔼 N C 𝔼 N i 1 N A i
5 fveere C 𝔼 N i 1 N C i
6 5 adantll A 𝔼 N C 𝔼 N i 1 N C i
7 4 6 jca A 𝔼 N C 𝔼 N i 1 N A i C i
8 simprl A i C i K K 0 K
9 8 recnd A i C i K K 0 K
10 resubcl C i A i C i A i
11 10 ancoms A i C i C i A i
12 11 adantr A i C i K K 0 C i A i
13 12 recnd A i C i K K 0 C i A i
14 9 13 13 mulassd A i C i K K 0 K C i A i C i A i = K C i A i C i A i
15 8 12 remulcld A i C i K K 0 K C i A i
16 15 recnd A i C i K K 0 K C i A i
17 recn A i A i
18 17 ad2antrr A i C i K K 0 A i
19 16 18 pncand A i C i K K 0 K C i A i + A i - A i = K C i A i
20 19 oveq1d A i C i K K 0 K C i A i + A i - A i C i A i = K C i A i C i A i
21 13 sqvald A i C i K K 0 C i A i 2 = C i A i C i A i
22 21 oveq2d A i C i K K 0 K C i A i 2 = K C i A i C i A i
23 14 20 22 3eqtr4d A i C i K K 0 K C i A i + A i - A i C i A i = K C i A i 2
24 simprr A i C i K K 0 K 0
25 12 sqge0d A i C i K K 0 0 C i A i 2
26 24 25 jca A i C i K K 0 K 0 0 C i A i 2
27 26 orcd A i C i K K 0 K 0 0 C i A i 2 0 K C i A i 2 0
28 12 resqcld A i C i K K 0 C i A i 2
29 mulle0b K C i A i 2 K C i A i 2 0 K 0 0 C i A i 2 0 K C i A i 2 0
30 8 28 29 syl2anc A i C i K K 0 K C i A i 2 0 K 0 0 C i A i 2 0 K C i A i 2 0
31 27 30 mpbird A i C i K K 0 K C i A i 2 0
32 23 31 eqbrtrd A i C i K K 0 K C i A i + A i - A i C i A i 0
33 7 32 sylan A 𝔼 N C 𝔼 N i 1 N K K 0 K C i A i + A i - A i C i A i 0
34 33 an32s A 𝔼 N C 𝔼 N K K 0 i 1 N K C i A i + A i - A i C i A i 0
35 34 ralrimiva A 𝔼 N C 𝔼 N K K 0 i 1 N K C i A i + A i - A i C i A i 0
36 35 expr A 𝔼 N C 𝔼 N K K 0 i 1 N K C i A i + A i - A i C i A i 0
37 recn C i C i
38 37 ad2antlr A i C i K 0 K K 1 C i
39 17 ad2antrr A i C i K 0 K K 1 A i
40 simprl A i C i K 0 K K 1 K
41 11 adantr A i C i K 0 K K 1 C i A i
42 40 41 remulcld A i C i K 0 K K 1 K C i A i
43 42 recnd A i C i K 0 K K 1 K C i A i
44 38 39 43 sub32d A i C i K 0 K K 1 C i - A i - K C i A i = C i - K C i A i - A i
45 ax-1cn 1
46 40 recnd A i C i K 0 K K 1 K
47 41 recnd A i C i K 0 K K 1 C i A i
48 subdir 1 K C i A i 1 K C i A i = 1 C i A i K C i A i
49 45 46 47 48 mp3an2i A i C i K 0 K K 1 1 K C i A i = 1 C i A i K C i A i
50 47 mulid2d A i C i K 0 K K 1 1 C i A i = C i A i
51 50 oveq1d A i C i K 0 K K 1 1 C i A i K C i A i = C i - A i - K C i A i
52 49 51 eqtr2d A i C i K 0 K K 1 C i - A i - K C i A i = 1 K C i A i
53 38 43 39 subsub4d A i C i K 0 K K 1 C i - K C i A i - A i = C i K C i A i + A i
54 44 52 53 3eqtr3rd A i C i K 0 K K 1 C i K C i A i + A i = 1 K C i A i
55 39 39 43 sub32d A i C i K 0 K K 1 A i - A i - K C i A i = A i - K C i A i - A i
56 39 subidd A i C i K 0 K K 1 A i A i = 0
57 56 oveq1d A i C i K 0 K K 1 A i - A i - K C i A i = 0 K C i A i
58 df-neg K C i A i = 0 K C i A i
59 57 58 eqtr4di A i C i K 0 K K 1 A i - A i - K C i A i = K C i A i
60 39 43 39 subsub4d A i C i K 0 K K 1 A i - K C i A i - A i = A i K C i A i + A i
61 55 59 60 3eqtr3rd A i C i K 0 K K 1 A i K C i A i + A i = K C i A i
62 54 61 oveq12d A i C i K 0 K K 1 C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i = 1 K C i A i K C i A i
63 1re 1
64 resubcl 1 K 1 K
65 63 64 mpan K 1 K
66 65 ad2antrl A i C i K 0 K K 1 1 K
67 66 41 remulcld A i C i K 0 K K 1 1 K C i A i
68 67 recnd A i C i K 0 K K 1 1 K C i A i
69 68 43 mulneg2d A i C i K 0 K K 1 1 K C i A i K C i A i = 1 K C i A i K C i A i
70 66 recnd A i C i K 0 K K 1 1 K
71 70 47 46 47 mul4d A i C i K 0 K K 1 1 K C i A i K C i A i = 1 K K C i A i C i A i
72 71 negeqd A i C i K 0 K K 1 1 K C i A i K C i A i = 1 K K C i A i C i A i
73 62 69 72 3eqtrd A i C i K 0 K K 1 C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i = 1 K K C i A i C i A i
74 66 40 remulcld A i C i K 0 K K 1 1 K K
75 41 resqcld A i C i K 0 K K 1 C i A i 2
76 simpl K 0 K K 1 K
77 63 76 64 sylancr K 0 K K 1 1 K
78 subge0 1 K 0 1 K K 1
79 63 78 mpan K 0 1 K K 1
80 79 biimpar K K 1 0 1 K
81 80 adantrl K 0 K K 1 0 1 K
82 simprl K 0 K K 1 0 K
83 77 76 81 82 mulge0d K 0 K K 1 0 1 K K
84 83 adantl A i C i K 0 K K 1 0 1 K K
85 41 sqge0d A i C i K 0 K K 1 0 C i A i 2
86 74 75 84 85 mulge0d A i C i K 0 K K 1 0 1 K K C i A i 2
87 47 sqvald A i C i K 0 K K 1 C i A i 2 = C i A i C i A i
88 87 oveq2d A i C i K 0 K K 1 1 K K C i A i 2 = 1 K K C i A i C i A i
89 86 88 breqtrd A i C i K 0 K K 1 0 1 K K C i A i C i A i
90 41 41 remulcld A i C i K 0 K K 1 C i A i C i A i
91 74 90 remulcld A i C i K 0 K K 1 1 K K C i A i C i A i
92 91 le0neg2d A i C i K 0 K K 1 0 1 K K C i A i C i A i 1 K K C i A i C i A i 0
93 89 92 mpbid A i C i K 0 K K 1 1 K K C i A i C i A i 0
94 73 93 eqbrtrd A i C i K 0 K K 1 C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0
95 7 94 sylan A 𝔼 N C 𝔼 N i 1 N K 0 K K 1 C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0
96 95 an32s A 𝔼 N C 𝔼 N K 0 K K 1 i 1 N C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0
97 96 ralrimiva A 𝔼 N C 𝔼 N K 0 K K 1 i 1 N C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0
98 97 expr A 𝔼 N C 𝔼 N K 0 K K 1 i 1 N C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0
99 37 ad2antlr A i C i K 1 K C i
100 17 ad2antrr A i C i K 1 K A i
101 99 100 negsubdi2d A i C i K 1 K C i A i = A i C i
102 101 oveq1d A i C i K 1 K C i A i K 1 C i A i = A i C i K 1 C i A i
103 simplr A i C i K 1 K C i
104 simpll A i C i K 1 K A i
105 103 104 10 syl2anc A i C i K 1 K C i A i
106 105 recnd A i C i K 1 K C i A i
107 peano2rem K K 1
108 107 ad2antrl A i C i K 1 K K 1
109 108 105 remulcld A i C i K 1 K K 1 C i A i
110 109 recnd A i C i K 1 K K 1 C i A i
111 106 110 mulneg1d A i C i K 1 K C i A i K 1 C i A i = C i A i K 1 C i A i
112 108 recnd A i C i K 1 K K 1
113 106 112 106 mul12d A i C i K 1 K C i A i K 1 C i A i = K 1 C i A i C i A i
114 106 sqvald A i C i K 1 K C i A i 2 = C i A i C i A i
115 114 oveq2d A i C i K 1 K K 1 C i A i 2 = K 1 C i A i C i A i
116 113 115 eqtr4d A i C i K 1 K C i A i K 1 C i A i = K 1 C i A i 2
117 116 negeqd A i C i K 1 K C i A i K 1 C i A i = K 1 C i A i 2
118 111 117 eqtrd A i C i K 1 K C i A i K 1 C i A i = K 1 C i A i 2
119 simprl A i C i K 1 K K
120 119 recnd A i C i K 1 K K
121 subdir K 1 C i A i K 1 C i A i = K C i A i 1 C i A i
122 45 121 mp3an2 K C i A i K 1 C i A i = K C i A i 1 C i A i
123 120 106 122 syl2anc A i C i K 1 K K 1 C i A i = K C i A i 1 C i A i
124 106 mulid2d A i C i K 1 K 1 C i A i = C i A i
125 124 oveq2d A i C i K 1 K K C i A i 1 C i A i = K C i A i C i A i
126 119 105 remulcld A i C i K 1 K K C i A i
127 126 recnd A i C i K 1 K K C i A i
128 127 99 100 subsub3d A i C i K 1 K K C i A i C i A i = K C i A i + A i - C i
129 123 125 128 3eqtrd A i C i K 1 K K 1 C i A i = K C i A i + A i - C i
130 129 oveq2d A i C i K 1 K A i C i K 1 C i A i = A i C i K C i A i + A i - C i
131 102 118 130 3eqtr3rd A i C i K 1 K A i C i K C i A i + A i - C i = K 1 C i A i 2
132 105 resqcld A i C i K 1 K C i A i 2
133 simprr A i C i K 1 K 1 K
134 subge0 K 1 0 K 1 1 K
135 63 134 mpan2 K 0 K 1 1 K
136 135 ad2antrl A i C i K 1 K 0 K 1 1 K
137 133 136 mpbird A i C i K 1 K 0 K 1
138 105 sqge0d A i C i K 1 K 0 C i A i 2
139 108 132 137 138 mulge0d A i C i K 1 K 0 K 1 C i A i 2
140 108 132 remulcld A i C i K 1 K K 1 C i A i 2
141 140 le0neg2d A i C i K 1 K 0 K 1 C i A i 2 K 1 C i A i 2 0
142 139 141 mpbid A i C i K 1 K K 1 C i A i 2 0
143 131 142 eqbrtrd A i C i K 1 K A i C i K C i A i + A i - C i 0
144 7 143 sylan A 𝔼 N C 𝔼 N i 1 N K 1 K A i C i K C i A i + A i - C i 0
145 144 an32s A 𝔼 N C 𝔼 N K 1 K i 1 N A i C i K C i A i + A i - C i 0
146 145 ralrimiva A 𝔼 N C 𝔼 N K 1 K i 1 N A i C i K C i A i + A i - C i 0
147 146 expr A 𝔼 N C 𝔼 N K 1 K i 1 N A i C i K C i A i + A i - C i 0
148 36 98 147 3orim123d A 𝔼 N C 𝔼 N K K 0 0 K K 1 1 K i 1 N K C i A i + A i - A i C i A i 0 i 1 N C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0 i 1 N A i C i K C i A i + A i - C i 0
149 2 148 mpd A 𝔼 N C 𝔼 N K i 1 N K C i A i + A i - A i C i A i 0 i 1 N C i K C i A i + A i A i K C i A i + A i 0 i 1 N A i C i K C i A i + A i - C i 0