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Theorem ipasslem10

Description: Lemma for ipassi . Show the inner product associative law for the imaginary number _i . (Contributed by NM, 24-Aug-2007) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses ip1i.1 ⊢ X = BaseSet ⁡ U
ip1i.2 ⊢ G = + v ⁡ U
ip1i.4 ⊢ S = ⋅ 𝑠OLD ⁡ U
ip1i.7 ⊢ P = ⋅ 𝑖OLD ⁡ U
ip1i.9 ⊢ U ∈ CPreHil OLD
ipasslem10.a ⊢ A ∈ X
ipasslem10.b ⊢ B ∈ X
ipasslem10.6 ⊢ N = norm CV ⁡ U
Assertion ipasslem10 ⊢ i S A P B = i ⁢ A P B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ip1i.1 ⊢ X = BaseSet ⁡ U
2 ip1i.2 ⊢ G = + v ⁡ U
3 ip1i.4 ⊢ S = ⋅ 𝑠OLD ⁡ U
4 ip1i.7 ⊢ P = ⋅ 𝑖OLD ⁡ U
5 ip1i.9 ⊢ U ∈ CPreHil OLD
6 ipasslem10.a ⊢ A ∈ X
7 ipasslem10.b ⊢ B ∈ X
8 ipasslem10.6 ⊢ N = norm CV ⁡ U
9 5 phnvi ⊢ U ∈ NrmCVec
10 ax-icn ⊢ i ∈ ℂ
11 1 3 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X → i S A ∈ X
12 9 10 6 11 mp3an ⊢ i S A ∈ X
13 1 2 3 8 4 4ipval2 ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ i S A ∈ X → 4 ⁢ B P i S A = N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2
14 9 7 12 13 mp3an ⊢ 4 ⁢ B P i S A = N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2
15 4cn ⊢ 4 ∈ ℂ
16 negicn ⊢ − i ∈ ℂ
17 1 4 dipcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ A ∈ X → B P A ∈ ℂ
18 9 7 6 17 mp3an ⊢ B P A ∈ ℂ
19 15 16 18 mul12i ⊢ 4 ⁢ − i ⁢ B P A = − i ⁢ 4 ⁢ B P A
20 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ i S A ∈ X → B G i S A ∈ X
21 9 7 12 20 mp3an ⊢ B G i S A ∈ X
22 1 8 9 21 nvcli ⊢ N ⁡ B G i S A ∈ ℝ
23 22 recni ⊢ N ⁡ B G i S A ∈ ℂ
24 23 sqcli ⊢ N ⁡ B G i S A 2 ∈ ℂ
25 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
26 1 3 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − 1 ∈ ℂ ∧ i S A ∈ X → -1 S i S A ∈ X
27 9 25 12 26 mp3an ⊢ -1 S i S A ∈ X
28 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ -1 S i S A ∈ X → B G -1 S i S A ∈ X
29 9 7 27 28 mp3an ⊢ B G -1 S i S A ∈ X
30 1 8 9 29 nvcli ⊢ N ⁡ B G -1 S i S A ∈ ℝ
31 30 recni ⊢ N ⁡ B G -1 S i S A ∈ ℂ
32 31 sqcli ⊢ N ⁡ B G -1 S i S A 2 ∈ ℂ
33 24 32 subcli ⊢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G -1 S i S A 2 ∈ ℂ
34 1 3 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ i ∈ ℂ ∧ i S A ∈ X → i S i S A ∈ X
35 9 10 12 34 mp3an ⊢ i S i S A ∈ X
36 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ i S i S A ∈ X → B G i S i S A ∈ X
37 9 7 35 36 mp3an ⊢ B G i S i S A ∈ X
38 1 8 9 37 nvcli ⊢ N ⁡ B G i S i S A ∈ ℝ
39 38 recni ⊢ N ⁡ B G i S i S A ∈ ℂ
40 39 sqcli ⊢ N ⁡ B G i S i S A 2 ∈ ℂ
41 1 3 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − i ∈ ℂ ∧ i S A ∈ X → − i S i S A ∈ X
42 9 16 12 41 mp3an ⊢ − i S i S A ∈ X
43 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ − i S i S A ∈ X → B G − i S i S A ∈ X
44 9 7 42 43 mp3an ⊢ B G − i S i S A ∈ X
45 1 8 9 44 nvcli ⊢ N ⁡ B G − i S i S A ∈ ℝ
46 45 recni ⊢ N ⁡ B G − i S i S A ∈ ℂ
47 46 sqcli ⊢ N ⁡ B G − i S i S A 2 ∈ ℂ
48 40 47 subcli ⊢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 ∈ ℂ
49 10 48 mulcli ⊢ i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 ∈ ℂ
50 33 49 addcomi ⊢ N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 = i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 + N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2
51 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ A ∈ X → B G A ∈ X
52 9 7 6 51 mp3an ⊢ B G A ∈ X
53 1 8 9 52 nvcli ⊢ N ⁡ B G A ∈ ℝ
54 53 recni ⊢ N ⁡ B G A ∈ ℂ
55 54 sqcli ⊢ N ⁡ B G A 2 ∈ ℂ
56 1 3 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − 1 ∈ ℂ ∧ A ∈ X → -1 S A ∈ X
57 9 25 6 56 mp3an ⊢ -1 S A ∈ X
58 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ -1 S A ∈ X → B G -1 S A ∈ X
59 9 7 57 58 mp3an ⊢ B G -1 S A ∈ X
60 1 8 9 59 nvcli ⊢ N ⁡ B G -1 S A ∈ ℝ
61 60 recni ⊢ N ⁡ B G -1 S A ∈ ℂ
62 61 sqcli ⊢ N ⁡ B G -1 S A 2 ∈ ℂ
63 55 62 subcli ⊢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 ∈ ℂ
64 1 3 nvscl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − i ∈ ℂ ∧ A ∈ X → − i S A ∈ X
65 9 16 6 64 mp3an ⊢ − i S A ∈ X
66 1 2 nvgcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ − i S A ∈ X → B G − i S A ∈ X
67 9 7 65 66 mp3an ⊢ B G − i S A ∈ X
68 1 8 9 67 nvcli ⊢ N ⁡ B G − i S A ∈ ℝ
69 68 recni ⊢ N ⁡ B G − i S A ∈ ℂ
70 69 sqcli ⊢ N ⁡ B G − i S A 2 ∈ ℂ
71 24 70 subcli ⊢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 ∈ ℂ
72 10 71 mulcli ⊢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 ∈ ℂ
73 16 63 72 adddii ⊢ − i ⁢ N ⁡ B G A 2 - N ⁡ B G -1 S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 = − i ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 + − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
74 10 10 6 3pm3.2i ⊢ i ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X
75 1 3 nvsass ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ i ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X → i ⁢ i S A = i S i S A
76 9 74 75 mp2an ⊢ i ⁢ i S A = i S i S A
77 ixi ⊢ i ⁢ i = − 1
78 77 oveq1i ⊢ i ⁢ i S A = -1 S A
79 76 78 eqtr3i ⊢ i S i S A = -1 S A
80 79 oveq2i ⊢ B G i S i S A = B G -1 S A
81 80 fveq2i ⊢ N ⁡ B G i S i S A = N ⁡ B G -1 S A
82 81 oveq1i ⊢ N ⁡ B G i S i S A 2 = N ⁡ B G -1 S A 2
83 10 10 mulneg1i ⊢ − i ⁢ i = − i ⁢ i
84 77 negeqi ⊢ − i ⁢ i = − -1
85 negneg1e1 ⊢ − -1 = 1
86 83 84 85 3eqtri ⊢ − i ⁢ i = 1
87 86 oveq1i ⊢ − i ⁢ i S A = 1 S A
88 16 10 6 3pm3.2i ⊢ − i ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X
89 1 3 nvsass ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − i ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X → − i ⁢ i S A = − i S i S A
90 9 88 89 mp2an ⊢ − i ⁢ i S A = − i S i S A
91 1 3 nvsid ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ A ∈ X → 1 S A = A
92 9 6 91 mp2an ⊢ 1 S A = A
93 87 90 92 3eqtr3i ⊢ − i S i S A = A
94 93 oveq2i ⊢ B G − i S i S A = B G A
95 94 fveq2i ⊢ N ⁡ B G − i S i S A = N ⁡ B G A
96 95 oveq1i ⊢ N ⁡ B G − i S i S A 2 = N ⁡ B G A 2
97 82 96 oveq12i ⊢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 = N ⁡ B G -1 S A 2 − N ⁡ B G A 2
98 97 oveq2i ⊢ i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 = i ⁢ N ⁡ B G -1 S A 2 − N ⁡ B G A 2
99 63 mulm1i ⊢ -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 = − N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
100 55 62 negsubdi2i ⊢ − N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 = N ⁡ B G -1 S A 2 − N ⁡ B G A 2
101 99 100 eqtr2i ⊢ N ⁡ B G -1 S A 2 − N ⁡ B G A 2 = -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
102 101 oveq2i ⊢ i ⁢ N ⁡ B G -1 S A 2 − N ⁡ B G A 2 = i ⁢ -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
103 10 25 63 mulassi ⊢ i ⁢ -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 = i ⁢ -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
104 102 103 eqtr4i ⊢ i ⁢ N ⁡ B G -1 S A 2 − N ⁡ B G A 2 = i ⁢ -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
105 10 mulm1i ⊢ -1 ⁢ i = − i
106 25 10 105 mulcomli ⊢ i ⁢ -1 = − i
107 106 oveq1i ⊢ i ⁢ -1 ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 = − i ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
108 98 104 107 3eqtri ⊢ i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 = − i ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2
109 25 10 6 3pm3.2i ⊢ − 1 ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X
110 1 3 nvsass ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ − 1 ∈ ℂ ∧ i ∈ ℂ ∧ A ∈ X → -1 ⁢ i S A = -1 S i S A
111 9 109 110 mp2an ⊢ -1 ⁢ i S A = -1 S i S A
112 105 oveq1i ⊢ -1 ⁢ i S A = − i S A
113 111 112 eqtr3i ⊢ -1 S i S A = − i S A
114 113 oveq2i ⊢ B G -1 S i S A = B G − i S A
115 114 fveq2i ⊢ N ⁡ B G -1 S i S A = N ⁡ B G − i S A
116 115 oveq1i ⊢ N ⁡ B G -1 S i S A 2 = N ⁡ B G − i S A 2
117 116 oveq2i ⊢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G -1 S i S A 2 = N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
118 71 mullidi ⊢ 1 ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 = N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
119 117 118 eqtr4i ⊢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G -1 S i S A 2 = 1 ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
120 86 oveq1i ⊢ − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 = 1 ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
121 119 120 eqtr4i ⊢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G -1 S i S A 2 = − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
122 16 10 71 mulassi ⊢ − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 = − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
123 121 122 eqtri ⊢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G -1 S i S A 2 = − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
124 108 123 oveq12i ⊢ i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 + N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 = − i ⁢ N ⁡ B G A 2 − N ⁡ B G -1 S A 2 + − i ⁢ i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
125 73 124 eqtr4i ⊢ − i ⁢ N ⁡ B G A 2 - N ⁡ B G -1 S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2 = i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 + N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2
126 50 125 eqtr4i ⊢ N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 = − i ⁢ N ⁡ B G A 2 - N ⁡ B G -1 S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
127 1 2 3 8 4 4ipval2 ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ A ∈ X → 4 ⁢ B P A = N ⁡ B G A 2 - N ⁡ B G -1 S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
128 9 7 6 127 mp3an ⊢ 4 ⁢ B P A = N ⁡ B G A 2 - N ⁡ B G -1 S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
129 128 oveq2i ⊢ − i ⁢ 4 ⁢ B P A = − i ⁢ N ⁡ B G A 2 - N ⁡ B G -1 S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S A 2 − N ⁡ B G − i S A 2
130 126 129 eqtr4i ⊢ N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2 = − i ⁢ 4 ⁢ B P A
131 19 130 eqtr4i ⊢ 4 ⁢ − i ⁢ B P A = N ⁡ B G i S A 2 - N ⁡ B G -1 S i S A 2 + i ⁢ N ⁡ B G i S i S A 2 − N ⁡ B G − i S i S A 2
132 14 131 eqtr4i ⊢ 4 ⁢ B P i S A = 4 ⁢ − i ⁢ B P A
133 1 4 dipcl ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ i S A ∈ X → B P i S A ∈ ℂ
134 9 7 12 133 mp3an ⊢ B P i S A ∈ ℂ
135 16 18 mulcli ⊢ − i ⁢ B P A ∈ ℂ
136 4ne0 ⊢ 4 ≠ 0
137 134 135 15 136 mulcani ⊢ 4 ⁢ B P i S A = 4 ⁢ − i ⁢ B P A ↔ B P i S A = − i ⁢ B P A
138 132 137 mpbi ⊢ B P i S A = − i ⁢ B P A
139 138 fveq2i ⊢ B P i S A ‾ = − i ⁢ B P A ‾
140 1 4 dipcj ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ i S A ∈ X → B P i S A ‾ = i S A P B
141 9 7 12 140 mp3an ⊢ B P i S A ‾ = i S A P B
142 16 18 cjmuli ⊢ − i ⁢ B P A ‾ = − i ‾ ⁢ B P A ‾
143 25 10 cjmuli ⊢ -1 ⁢ i ‾ = − 1 ‾ ⁢ i ‾
144 105 fveq2i ⊢ -1 ⁢ i ‾ = − i ‾
145 neg1rr ⊢ − 1 ∈ ℝ
146 25 cjrebi ⊢ − 1 ∈ ℝ ↔ − 1 ‾ = − 1
147 145 146 mpbi ⊢ − 1 ‾ = − 1
148 cji ⊢ i ‾ = − i
149 147 148 oveq12i ⊢ − 1 ‾ ⁢ i ‾ = -1 ⁢ − i
150 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
151 150 10 mul2negi ⊢ -1 ⁢ − i = 1 ⁢ i
152 10 mullidi ⊢ 1 ⁢ i = i
153 149 151 152 3eqtri ⊢ − 1 ‾ ⁢ i ‾ = i
154 143 144 153 3eqtr3i ⊢ − i ‾ = i
155 1 4 dipcj ⊢ U ∈ NrmCVec ∧ B ∈ X ∧ A ∈ X → B P A ‾ = A P B
156 9 7 6 155 mp3an ⊢ B P A ‾ = A P B
157 154 156 oveq12i ⊢ − i ‾ ⁢ B P A ‾ = i ⁢ A P B
158 142 157 eqtri ⊢ − i ⁢ B P A ‾ = i ⁢ A P B
159 139 141 158 3eqtr3i ⊢ i S A P B = i ⁢ A P B