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Theorem rrxmval

Description: The value of the Euclidean metric. Compare with rrnmval . (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses rrxmval.1 ⊢ X = h ∈ ℝ I | finSupp 0 ⁡ h
rrxmval.d ⊢ D = dist ⁡ I
Assertion rrxmval ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → F D G = ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrxmval.1 ⊢ X = h ∈ ℝ I | finSupp 0 ⁡ h
2 rrxmval.d ⊢ D = dist ⁡ I
3 eqid ⊢ I = I
4 eqid ⊢ Base I = Base I
5 3 4 rrxds ⊢ I ∈ V → f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = dist ⁡ I
6 2 5 eqtr4id ⊢ I ∈ V → D = f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2
7 3 4 rrxbase ⊢ I ∈ V → Base I = h ∈ ℝ I | finSupp 0 ⁡ h
8 1 7 eqtr4id ⊢ I ∈ V → X = Base I
9 mpoeq12 ⊢ X = Base I ∧ X = Base I → f ∈ X , g ∈ X ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2
10 8 8 9 syl2anc ⊢ I ∈ V → f ∈ X , g ∈ X ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = f ∈ Base I , g ∈ Base I ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2
11 6 10 eqtr4d ⊢ I ∈ V → D = f ∈ X , g ∈ X ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2
12 11 3ad2ant1 ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → D = f ∈ X , g ∈ X ⟼ ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2
13 simprl ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → f = F
14 13 fveq1d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → f ⁡ x = F ⁡ x
15 simprr ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → g = G
16 15 fveq1d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → g ⁡ x = G ⁡ x
17 14 16 oveq12d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → f ⁡ x − g ⁡ x = F ⁡ x − G ⁡ x
18 17 oveq1d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → f ⁡ x − g ⁡ x 2 = F ⁡ x − G ⁡ x 2
19 18 mpteq2dv ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → x ∈ I ⟼ f ⁡ x − g ⁡ x 2 = x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
20 19 oveq2d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ ℝ fld x ∈ I F ⁡ x − G ⁡ x 2
21 simp2 ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → F ∈ X
22 1 21 rrxf ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → F : I ⟶ ℝ
23 22 ffvelcdmda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ x ∈ I → F ⁡ x ∈ ℝ
24 simp3 ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → G ∈ X
25 1 24 rrxf ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → G : I ⟶ ℝ
26 25 ffvelcdmda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ x ∈ I → G ⁡ x ∈ ℝ
27 23 26 resubcld ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ x ∈ I → F ⁡ x − G ⁡ x ∈ ℝ
28 27 resqcld ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ x ∈ I → F ⁡ x − G ⁡ x 2 ∈ ℝ
29 28 fmpttd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 : I ⟶ ℝ
30 1 21 rrxfsupp ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → F supp 0 ∈ Fin
31 1 24 rrxfsupp ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → G supp 0 ∈ Fin
32 unfi ⊢ F supp 0 ∈ Fin ∧ G supp 0 ∈ Fin → supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∈ Fin
33 30 31 32 syl2anc ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∈ Fin
34 1 rrxmvallem ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ⊆ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G
35 33 34 ssfid ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ∈ Fin
36 mptexg ⊢ I ∈ V → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ∈ V
37 funmpt ⊢ Fun ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
38 0cn ⊢ 0 ∈ ℂ
39 funisfsupp ⊢ Fun ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ∧ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ∈ V ∧ 0 ∈ ℂ → finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ↔ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ∈ Fin
40 37 38 39 mp3an13 ⊢ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ∈ V → finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ↔ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ∈ Fin
41 36 40 syl ⊢ I ∈ V → finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ↔ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ∈ Fin
42 41 3ad2ant1 ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ↔ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ∈ Fin
43 35 42 mpbird ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
44 simp1 ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → I ∈ V
45 regsumsupp ⊢ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 : I ⟶ ℝ ∧ finSupp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ∧ I ∈ V → ∑ ℝ fld x ∈ I F ⁡ x − G ⁡ x 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k
46 29 43 44 45 syl3anc ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → ∑ ℝ fld x ∈ I F ⁡ x − G ⁡ x 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k
47 suppssdm ⊢ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ⊆ dom ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
48 eqid ⊢ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 = x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
49 48 dmmptss ⊢ dom ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⊆ I
50 47 49 sstri ⊢ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ⊆ I
51 50 a1i ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ⊆ I
52 51 sselda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → k ∈ I
53 eqidd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 = x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
54 simpr ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I ∧ x = k → x = k
55 54 fveq2d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I ∧ x = k → F ⁡ x = F ⁡ k
56 54 fveq2d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I ∧ x = k → G ⁡ x = G ⁡ k
57 55 56 oveq12d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I ∧ x = k → F ⁡ x − G ⁡ x = F ⁡ k − G ⁡ k
58 57 oveq1d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I ∧ x = k → F ⁡ x − G ⁡ x 2 = F ⁡ k − G ⁡ k 2
59 simpr ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → k ∈ I
60 ovexd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → F ⁡ k − G ⁡ k 2 ∈ V
61 53 58 59 60 fvmptd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k = F ⁡ k − G ⁡ k 2
62 61 eqcomd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → F ⁡ k − G ⁡ k 2 = x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k
63 52 62 syldan ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → F ⁡ k − G ⁡ k 2 = x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k
64 63 sumeq2dv ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 F ⁡ k − G ⁡ k 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k
65 46 64 eqtr4d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → ∑ ℝ fld x ∈ I F ⁡ x − G ⁡ x 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 F ⁡ k − G ⁡ k 2
66 65 adantr ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → ∑ ℝ fld x ∈ I F ⁡ x − G ⁡ x 2 = ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 F ⁡ k − G ⁡ k 2
67 22 ffvelcdmda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → F ⁡ k ∈ ℝ
68 67 recnd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → F ⁡ k ∈ ℂ
69 25 ffvelcdmda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → G ⁡ k ∈ ℝ
70 69 recnd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → G ⁡ k ∈ ℂ
71 68 70 subcld ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → F ⁡ k − G ⁡ k ∈ ℂ
72 71 sqcld ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I → F ⁡ k − G ⁡ k 2 ∈ ℂ
73 52 72 syldan ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → F ⁡ k − G ⁡ k 2 ∈ ℂ
74 1 21 rrxsuppss ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → F supp 0 ⊆ I
75 1 24 rrxsuppss ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → G supp 0 ⊆ I
76 74 75 unssd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ⊆ I
77 76 ssdifssd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⊆ I
78 77 sselda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → k ∈ I
79 78 62 syldan ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → F ⁡ k − G ⁡ k 2 = x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k
80 76 ssdifd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⊆ I ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
81 80 sselda ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → k ∈ I ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2
82 ssidd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 ⊆ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0
83 0cnd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → 0 ∈ ℂ
84 29 82 44 83 suppssr ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ I ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k = 0
85 81 84 syldan ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 ⁡ k = 0
86 79 85 eqtrd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G ∖ supp 0 ⁡ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 → F ⁡ k − G ⁡ k 2 = 0
87 34 73 86 33 fsumss ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 F ⁡ k − G ⁡ k 2 = ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2
88 87 adantr ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → ∑ k ∈ x ∈ I ⟼ F ⁡ x − G ⁡ x 2 supp 0 F ⁡ k − G ⁡ k 2 = ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2
89 20 66 88 3eqtrd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2
90 89 fveq2d ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X ∧ f = F ∧ g = G → ∑ ℝ fld x ∈ I f ⁡ x − g ⁡ x 2 = ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2
91 fvexd ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2 ∈ V
92 12 90 21 24 91 ovmpod ⊢ I ∈ V ∧ F ∈ X ∧ G ∈ X → F D G = ∑ k ∈ supp 0 ⁡ F ∪ supp 0 ⁡ G F ⁡ k − G ⁡ k 2