Metamath Proof Explorer


Theorem dipsubdir

Description: Distributive law for inner product subtraction. (Contributed by NM, 20-Nov-2007) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses ipsubdir.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
ipsubdir.3 โŠข ๐‘€ = ( โˆ’๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
ipsubdir.7 โŠข ๐‘ƒ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion dipsubdir ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘€ ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆ’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ipsubdir.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
2 ipsubdir.3 โŠข ๐‘€ = ( โˆ’๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
3 ipsubdir.7 โŠข ๐‘ƒ = ( ยท๐‘–OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
4 idd โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) )
5 phnv โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec )
6 neg1cn โŠข - 1 โˆˆ โ„‚
7 eqid โŠข ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
8 1 7 nvscl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง - 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ )
9 6 8 mp3an2 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ )
10 5 9 sylan โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ )
11 10 ex โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ ) )
12 idd โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โ†’ ( ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) )
13 4 11 12 3anim123d โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) )
14 13 imp โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) )
15 eqid โŠข ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
16 1 15 3 dipdir โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
17 14 16 syldan โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
18 1 15 7 2 nvmval โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด ๐‘€ ๐ต ) = ( ๐ด ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ) )
19 5 18 syl3an1 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด ๐‘€ ๐ต ) = ( ๐ด ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ) )
20 19 3adant3r3 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐ด ๐‘€ ๐ต ) = ( ๐ด ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ) )
21 20 oveq1d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘€ ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( ( ๐ด ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ ) ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ) ๐‘ƒ ๐ถ ) )
22 1 7 3 dipass โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( - 1 โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( - 1 ยท ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
23 6 22 mp3anr1 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( - 1 ยท ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
24 1 3 dipcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
25 24 3expb โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ( ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
26 5 25 sylan โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
27 26 mulm1d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( - 1 ยท ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) = - ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) )
28 23 27 eqtrd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = - ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) )
29 28 3adantr1 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = - ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) )
30 29 oveq2d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + - ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
31 1 3 dipcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
32 31 3adant3r2 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
33 24 3adant3r1 โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆˆ โ„‚ )
34 32 33 negsubd โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + - ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆ’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
35 5 34 sylan โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + - ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆ’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
36 30 35 eqtr2d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆ’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) + ( ( - 1 ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ ) ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )
37 17 21 36 3eqtr4d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ CPreHilOLD โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ๐ด ๐‘€ ๐ต ) ๐‘ƒ ๐ถ ) = ( ( ๐ด ๐‘ƒ ๐ถ ) โˆ’ ( ๐ต ๐‘ƒ ๐ถ ) ) )