Metamath Proof Explorer


Theorem pjopyth

Description: Pythagorean theorem for projections on orthogonal subspaces. (Contributed by NM, 2-Nov-1999) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion pjopyth ⊢ H ∈ C ℋ ∧ G ∈ C ℋ ∧ A ∈ ℋ → H ⊆ ⊥ ⁡ G → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sseq1 ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → H ⊆ ⊥ ⁡ G ↔ if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ G
2 fveq2 ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → proj ℎ ⁡ H = proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ
3 2 fveq1d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ A = proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A
4 3 oveq1d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A = proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A
5 4 fveq2d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A
6 5 oveq1d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2
7 3 fveq2d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A
8 7 oveq1d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2
9 8 oveq1d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2
10 6 9 eqeq12d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 ↔ norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2
11 1 10 imbi12d ⊢ H = if H ∈ C ℋ H ℋ → H ⊆ ⊥ ⁡ G → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 ↔ if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ G → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2
12 fveq2 ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → ⊥ ⁡ G = ⊥ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ
13 12 sseq2d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ G ↔ if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ
14 fveq2 ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → proj ℎ ⁡ G = proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ
15 14 fveq1d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → proj ℎ ⁡ G ⁡ A = proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A
16 15 oveq2d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A = proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A
17 16 fveq2d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A
18 17 oveq1d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2
19 15 fveq2d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A
20 19 oveq1d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2
21 20 oveq2d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2
22 18 21 eqeq12d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 ↔ norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2
23 13 22 imbi12d ⊢ G = if G ∈ C ℋ G ℋ → if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ G → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 ↔ if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2
24 fveq2 ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A = proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ
25 fveq2 ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A = proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ
26 24 25 oveq12d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A = proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ
27 26 fveq2d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ
28 27 oveq1d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
29 24 fveq2d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ
30 29 oveq1d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
31 25 fveq2d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ
32 31 oveq1d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
33 30 32 oveq12d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
34 28 33 eqeq12d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 ↔ norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
35 34 imbi2d ⊢ A = if A ∈ ℋ A 0 ℎ → if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ A 2 ↔ if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
36 ifchhv ⊢ if H ∈ C ℋ H ℋ ∈ C ℋ
37 ifchhv ⊢ if G ∈ C ℋ G ℋ ∈ C ℋ
38 ifhvhv0 ⊢ if A ∈ ℋ A 0 ℎ ∈ ℋ
39 36 37 38 pjopythi ⊢ if H ∈ C ℋ H ℋ ⊆ ⊥ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ + ℎ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if H ∈ C ℋ H ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ if G ∈ C ℋ G ℋ ⁡ if A ∈ ℋ A 0 ℎ 2
40 11 23 35 39 dedth3h ⊢ H ∈ C ℋ ∧ G ∈ C ℋ ∧ A ∈ ℋ → H ⊆ ⊥ ⁡ G → norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A + ℎ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2 = norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ H ⁡ A 2 + norm ℎ ⁡ proj ℎ ⁡ G ⁡ A 2