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Theorem cphipval

Description: Value of the inner product expressed by a sum of terms with the norm defined by the inner product. Equation 6.45 of Ponnusamy p. 361. (Contributed by NM, 31-Jan-2007) (Revised by AV, 18-Oct-2021)

Ref Expression
Hypotheses cphipfval.x ⊢ X = Base W
cphipfval.p ⊢ + ˙ = + W
cphipfval.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
cphipfval.n ⊢ N = norm ⁡ W
cphipfval.i ⊢ , ˙ = ⋅ 𝑖 ⁡ W
cphipval.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
cphipval.k ⊢ K = Base F
Assertion cphipval ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A , ˙ B = ∑ k = 1 4 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 4

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cphipfval.x ⊢ X = Base W
2 cphipfval.p ⊢ + ˙ = + W
3 cphipfval.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
4 cphipfval.n ⊢ N = norm ⁡ W
5 cphipfval.i ⊢ , ˙ = ⋅ 𝑖 ⁡ W
6 cphipval.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
7 cphipval.k ⊢ K = Base F
8 eqid ⊢ - W = - W
9 1 2 3 4 5 8 6 7 cphipval2 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A , ˙ B = N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 4
10 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
11 10 a1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ∈ ℂ
12 simp1l ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → W ∈ CPreHil
13 cphngp ⊢ W ∈ CPreHil → W ∈ NrmGrp
14 ngpgrp ⊢ W ∈ NrmGrp → W ∈ Grp
15 13 14 syl ⊢ W ∈ CPreHil → W ∈ Grp
16 15 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K → W ∈ Grp
17 16 3ad2ant1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → W ∈ Grp
18 simp2 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A ∈ X
19 cphlmod ⊢ W ∈ CPreHil → W ∈ LMod
20 19 3anim1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X → W ∈ LMod ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X
21 20 3expa ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X → W ∈ LMod ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X
22 1 6 3 7 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X → i · ˙ B ∈ X
23 21 22 syl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X → i · ˙ B ∈ X
24 23 3adant2 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i · ˙ B ∈ X
25 1 2 grpcl ⊢ W ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ i · ˙ B ∈ X → A + ˙ i · ˙ B ∈ X
26 17 18 24 25 syl3anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ i · ˙ B ∈ X
27 1 5 4 nmsq ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ i · ˙ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 = A + ˙ i · ˙ B , ˙ A + ˙ i · ˙ B
28 12 26 27 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 = A + ˙ i · ˙ B , ˙ A + ˙ i · ˙ B
29 1 5 reipcl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ i · ˙ B ∈ X → A + ˙ i · ˙ B , ˙ A + ˙ i · ˙ B ∈ ℝ
30 12 26 29 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ i · ˙ B , ˙ A + ˙ i · ˙ B ∈ ℝ
31 30 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ i · ˙ B , ˙ A + ˙ i · ˙ B ∈ ℂ
32 28 31 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 ∈ ℂ
33 11 32 mulcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 ∈ ℂ
34 19 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K → W ∈ LMod
35 34 3ad2ant1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → W ∈ LMod
36 cphclm ⊢ W ∈ CPreHil → W ∈ CMod
37 6 7 clmneg1 ⊢ W ∈ CMod → − 1 ∈ K
38 36 37 syl ⊢ W ∈ CPreHil → − 1 ∈ K
39 38 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K → − 1 ∈ K
40 39 3ad2ant1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → − 1 ∈ K
41 simp3 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → B ∈ X
42 1 6 3 7 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ − 1 ∈ K ∧ B ∈ X → -1 · ˙ B ∈ X
43 35 40 41 42 syl3anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → -1 · ˙ B ∈ X
44 1 2 grpcl ⊢ W ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ -1 · ˙ B ∈ X → A + ˙ -1 · ˙ B ∈ X
45 17 18 43 44 syl3anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ -1 · ˙ B ∈ X
46 1 5 4 nmsq ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ -1 · ˙ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = A + ˙ -1 · ˙ B , ˙ A + ˙ -1 · ˙ B
47 12 45 46 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = A + ˙ -1 · ˙ B , ˙ A + ˙ -1 · ˙ B
48 1 5 reipcl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ -1 · ˙ B ∈ X → A + ˙ -1 · ˙ B , ˙ A + ˙ -1 · ˙ B ∈ ℝ
49 12 45 48 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ -1 · ˙ B , ˙ A + ˙ -1 · ˙ B ∈ ℝ
50 47 49 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 ∈ ℝ
51 50 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 ∈ ℂ
52 addneg1mul ⊢ i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 ∈ ℂ ∧ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 ∈ ℂ → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2
53 33 51 52 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2
54 36 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K → W ∈ CMod
55 1 2 8 6 3 clmvsubval ⊢ W ∈ CMod ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W B = A + ˙ -1 · ˙ B
56 55 eqcomd ⊢ W ∈ CMod ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ -1 · ˙ B = A - W B
57 54 56 syl3an1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ -1 · ˙ B = A - W B
58 57 fveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B = N ⁡ A - W B
59 58 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = N ⁡ A - W B 2
60 59 oveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2
61 53 60 eqtrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2
62 eqid ⊢ inv g ⁡ W = inv g ⁡ W
63 54 3ad2ant1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → W ∈ CMod
64 simp1r ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ∈ K
65 1 6 3 62 7 63 41 64 clmvsneg ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → inv g ⁡ W ⁡ i · ˙ B = − i · ˙ B
66 65 eqcomd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → − i · ˙ B = inv g ⁡ W ⁡ i · ˙ B
67 66 oveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ − i · ˙ B = A + ˙ inv g ⁡ W ⁡ i · ˙ B
68 1 2 62 8 grpsubval ⊢ A ∈ X ∧ i · ˙ B ∈ X → A - W i · ˙ B = A + ˙ inv g ⁡ W ⁡ i · ˙ B
69 18 24 68 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W i · ˙ B = A + ˙ inv g ⁡ W ⁡ i · ˙ B
70 67 69 eqtr4d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ − i · ˙ B = A - W i · ˙ B
71 70 fveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B = N ⁡ A - W i · ˙ B
72 71 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 = N ⁡ A - W i · ˙ B 2
73 72 oveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 = − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
74 61 73 oveq12d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
75 54 anim1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ B ∈ X → W ∈ CMod ∧ B ∈ X
76 75 3adant2 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → W ∈ CMod ∧ B ∈ X
77 1 3 clmvs1 ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ X → 1 · ˙ B = B
78 76 77 syl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 1 · ˙ B = B
79 78 oveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ 1 · ˙ B = A + ˙ B
80 79 fveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B = N ⁡ A + ˙ B
81 80 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ B 2
82 81 oveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2 = 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ B 2
83 1 2 grpcl ⊢ W ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ B ∈ X
84 16 83 syl3an1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ B ∈ X
85 1 5 4 nmsq ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 = A + ˙ B , ˙ A + ˙ B
86 12 84 85 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 = A + ˙ B , ˙ A + ˙ B
87 1 5 reipcl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ B ∈ X → A + ˙ B , ˙ A + ˙ B ∈ ℝ
88 12 84 87 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A + ˙ B , ˙ A + ˙ B ∈ ℝ
89 86 88 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 ∈ ℝ
90 89 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 ∈ ℂ
91 90 mullidd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ B 2
92 82 91 eqtrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ B 2
93 74 92 oveq12d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 + 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2
94 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
95 df-4 ⊢ 4 = 3 + 1
96 oveq2 ⊢ k = 4 → i k = i 4
97 i4 ⊢ i 4 = 1
98 96 97 eqtrdi ⊢ k = 4 → i k = 1
99 98 oveq1d ⊢ k = 4 → i k · ˙ B = 1 · ˙ B
100 99 oveq2d ⊢ k = 4 → A + ˙ i k · ˙ B = A + ˙ 1 · ˙ B
101 100 fveq2d ⊢ k = 4 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B = N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B
102 101 oveq1d ⊢ k = 4 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2
103 98 102 oveq12d ⊢ k = 4 → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2
104 10 a1i ⊢ k ∈ ℕ → i ∈ ℂ
105 nnnn0 ⊢ k ∈ ℕ → k ∈ ℕ 0
106 104 105 expcld ⊢ k ∈ ℕ → i k ∈ ℂ
107 106 adantl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k ∈ ℂ
108 12 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → W ∈ CPreHil
109 17 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → W ∈ Grp
110 18 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → A ∈ X
111 35 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → W ∈ LMod
112 36 anim1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K → W ∈ CMod ∧ i ∈ K
113 112 3ad2ant1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → W ∈ CMod ∧ i ∈ K
114 6 7 cmodscexp ⊢ W ∈ CMod ∧ i ∈ K ∧ k ∈ ℕ → i k ∈ K
115 113 114 sylan ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k ∈ K
116 41 adantr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → B ∈ X
117 1 6 3 7 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ i k ∈ K ∧ B ∈ X → i k · ˙ B ∈ X
118 111 115 116 117 syl3anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k · ˙ B ∈ X
119 1 2 grpcl ⊢ W ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ i k · ˙ B ∈ X → A + ˙ i k · ˙ B ∈ X
120 109 110 118 119 syl3anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → A + ˙ i k · ˙ B ∈ X
121 1 5 4 nmsq ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ i k · ˙ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B
122 108 120 121 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B
123 1 5 reipcl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ i k · ˙ B ∈ X → A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B ∈ ℝ
124 108 120 123 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B ∈ ℝ
125 124 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B ∈ ℂ
126 122 125 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 ∈ ℂ
127 107 126 mulcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 ∈ ℂ
128 df-3 ⊢ 3 = 2 + 1
129 oveq2 ⊢ k = 3 → i k = i 3
130 i3 ⊢ i 3 = − i
131 129 130 eqtrdi ⊢ k = 3 → i k = − i
132 131 oveq1d ⊢ k = 3 → i k · ˙ B = − i · ˙ B
133 132 oveq2d ⊢ k = 3 → A + ˙ i k · ˙ B = A + ˙ − i · ˙ B
134 133 fveq2d ⊢ k = 3 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B = N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B
135 134 oveq1d ⊢ k = 3 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2
136 131 135 oveq12d ⊢ k = 3 → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2
137 10 a1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i ∈ ℂ
138 105 adantl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → k ∈ ℕ 0
139 137 138 expcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k ∈ ℂ
140 123 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A + ˙ i k · ˙ B ∈ X → A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B ∈ ℂ
141 108 120 140 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → A + ˙ i k · ˙ B , ˙ A + ˙ i k · ˙ B ∈ ℂ
142 122 141 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 ∈ ℂ
143 139 142 mulcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 ∈ ℂ
144 df-2 ⊢ 2 = 1 + 1
145 oveq2 ⊢ k = 2 → i k = i 2
146 i2 ⊢ i 2 = − 1
147 145 146 eqtrdi ⊢ k = 2 → i k = − 1
148 147 oveq1d ⊢ k = 2 → i k · ˙ B = -1 · ˙ B
149 148 oveq2d ⊢ k = 2 → A + ˙ i k · ˙ B = A + ˙ -1 · ˙ B
150 149 fveq2d ⊢ k = 2 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B = N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B
151 150 oveq1d ⊢ k = 2 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2
152 147 151 oveq12d ⊢ k = 2 → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2
153 139 126 mulcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ k ∈ ℕ → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 ∈ ℂ
154 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
155 oveq2 ⊢ k = 1 → i k = i 1
156 exp1 ⊢ i ∈ ℂ → i 1 = i
157 10 156 ax-mp ⊢ i 1 = i
158 155 157 eqtrdi ⊢ k = 1 → i k = i
159 158 oveq1d ⊢ k = 1 → i k · ˙ B = i · ˙ B
160 159 oveq2d ⊢ k = 1 → A + ˙ i k · ˙ B = A + ˙ i · ˙ B
161 160 fveq2d ⊢ k = 1 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B = N ⁡ A + ˙ i · ˙ B
162 161 oveq1d ⊢ k = 1 → N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2
163 158 162 oveq12d ⊢ k = 1 → i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2
164 163 fsum1 ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 ∈ ℂ → ∑ k = 1 1 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2
165 154 33 164 sylancr ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → ∑ k = 1 1 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2
166 1nn ⊢ 1 ∈ ℕ
167 165 166 jctil ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 1 ∈ ℕ ∧ ∑ k = 1 1 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2
168 eqidd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2
169 94 144 152 153 167 168 fsump1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 2 ∈ ℕ ∧ ∑ k = 1 2 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2
170 eqidd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2
171 94 128 136 143 169 170 fsump1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 3 ∈ ℕ ∧ ∑ k = 1 3 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2
172 eqidd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 + 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 + 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2
173 94 95 103 127 171 172 fsump1i ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → 4 ∈ ℕ ∧ ∑ k = 1 4 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 + 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2
174 173 simprd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → ∑ k = 1 4 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 + -1 ⁢ N ⁡ A + ˙ -1 · ˙ B 2 + − i ⁢ N ⁡ A + ˙ − i · ˙ B 2 + 1 ⁢ N ⁡ A + ˙ 1 · ˙ B 2
175 1 8 grpsubcl ⊢ W ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W B ∈ X
176 16 175 syl3an1 ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W B ∈ X
177 1 5 4 nmsq ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A - W B ∈ X → N ⁡ A - W B 2 = A - W B , ˙ A - W B
178 12 176 177 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A - W B 2 = A - W B , ˙ A - W B
179 1 5 reipcl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A - W B ∈ X → A - W B , ˙ A - W B ∈ ℝ
180 12 176 179 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W B , ˙ A - W B ∈ ℝ
181 178 180 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A - W B 2 ∈ ℝ
182 181 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A - W B 2 ∈ ℂ
183 90 182 subcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 ∈ ℂ
184 1 8 grpsubcl ⊢ W ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ i · ˙ B ∈ X → A - W i · ˙ B ∈ X
185 17 18 24 184 syl3anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W i · ˙ B ∈ X
186 1 5 4 nmsq ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A - W i · ˙ B ∈ X → N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = A - W i · ˙ B , ˙ A - W i · ˙ B
187 12 185 186 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = A - W i · ˙ B , ˙ A - W i · ˙ B
188 1 5 reipcl ⊢ W ∈ CPreHil ∧ A - W i · ˙ B ∈ X → A - W i · ˙ B , ˙ A - W i · ˙ B ∈ ℝ
189 12 185 188 syl2anc ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A - W i · ˙ B , ˙ A - W i · ˙ B ∈ ℝ
190 187 189 eqeltrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A - W i · ˙ B 2 ∈ ℝ
191 190 recnd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A - W i · ˙ B 2 ∈ ℂ
192 32 191 subcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 ∈ ℂ
193 11 192 mulcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 ∈ ℂ
194 183 193 addcomd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2
195 193 182 90 subadd23d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2
196 11 32 191 subdid ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
197 196 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2
198 11 191 mulcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 ∈ ℂ
199 33 198 182 sub32d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
200 197 199 eqtrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
201 200 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2
202 194 195 201 3eqtr2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2
203 33 182 subcld ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 ∈ ℂ
204 203 198 negsubd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
205 11 191 mulneg1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
206 205 eqcomd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
207 206 oveq2d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
208 204 207 eqtr3d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2
209 208 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 - i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2
210 202 209 eqtrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W B 2 + − i ⁢ N ⁡ A - W i · ˙ B 2 + N ⁡ A + ˙ B 2
211 93 174 210 3eqtr4rd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 = ∑ k = 1 4 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2
212 211 oveq1d ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → N ⁡ A + ˙ B 2 - N ⁡ A - W B 2 + i ⁢ N ⁡ A + ˙ i · ˙ B 2 − N ⁡ A - W i · ˙ B 2 4 = ∑ k = 1 4 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 4
213 9 212 eqtrd ⊢ W ∈ CPreHil ∧ i ∈ K ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → A , ˙ B = ∑ k = 1 4 i k ⁢ N ⁡ A + ˙ i k · ˙ B 2 4