Metamath Proof Explorer


Theorem norm3difi

Description: Norm of differences around common element. Part of Lemma 3.6 of Beran p. 101. (Contributed by NM, 16-Aug-1999) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses norm3dif.1 โŠข ๐ด โˆˆ โ„‹
norm3dif.2 โŠข ๐ต โˆˆ โ„‹
norm3dif.3 โŠข ๐ถ โˆˆ โ„‹
Assertion norm3difi ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) โ‰ค ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) ) + ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 norm3dif.1 โŠข ๐ด โˆˆ โ„‹
2 norm3dif.2 โŠข ๐ต โˆˆ โ„‹
3 norm3dif.3 โŠข ๐ถ โˆˆ โ„‹
4 1 2 hvsubvali โŠข ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ต ) = ( ๐ด +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) )
5 1 3 hvsubvali โŠข ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) = ( ๐ด +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) )
6 3 2 hvsubvali โŠข ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) = ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) )
7 5 6 oveq12i โŠข ( ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) = ( ( ๐ด +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) ) +โ„Ž ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) )
8 neg1cn โŠข - 1 โˆˆ โ„‚
9 8 3 hvmulcli โŠข ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) โˆˆ โ„‹
10 8 2 hvmulcli โŠข ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) โˆˆ โ„‹
11 3 10 hvaddcli โŠข ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) โˆˆ โ„‹
12 1 9 11 hvassi โŠข ( ( ๐ด +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) ) +โ„Ž ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) = ( ๐ด +โ„Ž ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) )
13 9 3 10 hvassi โŠข ( ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) = ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) )
14 9 3 hvcomi โŠข ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ๐ถ ) = ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) )
15 3 3 hvsubvali โŠข ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ถ ) = ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) )
16 hvsubid โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ถ ) = 0โ„Ž )
17 3 16 ax-mp โŠข ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ถ ) = 0โ„Ž
18 14 15 17 3eqtr2i โŠข ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ๐ถ ) = 0โ„Ž
19 18 oveq1i โŠข ( ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) = ( 0โ„Ž +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) )
20 ax-hv0cl โŠข 0โ„Ž โˆˆ โ„‹
21 20 10 hvcomi โŠข ( 0โ„Ž +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) = ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) +โ„Ž 0โ„Ž )
22 ax-hvaddid โŠข ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) โˆˆ โ„‹ โ†’ ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) +โ„Ž 0โ„Ž ) = ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) )
23 10 22 ax-mp โŠข ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) +โ„Ž 0โ„Ž ) = ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต )
24 19 21 23 3eqtri โŠข ( ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) = ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต )
25 13 24 eqtr3i โŠข ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) = ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต )
26 25 oveq2i โŠข ( ๐ด +โ„Ž ( ( - 1 ยทโ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) ) ) ) = ( ๐ด +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) )
27 7 12 26 3eqtri โŠข ( ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) = ( ๐ด +โ„Ž ( - 1 ยทโ„Ž ๐ต ) )
28 4 27 eqtr4i โŠข ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ต ) = ( ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) )
29 28 fveq2i โŠข ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) = ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) )
30 1 3 hvsubcli โŠข ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) โˆˆ โ„‹
31 3 2 hvsubcli โŠข ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) โˆˆ โ„‹
32 30 31 norm-ii-i โŠข ( normโ„Ž โ€˜ ( ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) +โ„Ž ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) ) โ‰ค ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) ) + ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) )
33 29 32 eqbrtri โŠข ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) โ‰ค ( ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ด โˆ’โ„Ž ๐ถ ) ) + ( normโ„Ž โ€˜ ( ๐ถ โˆ’โ„Ž ๐ต ) ) )