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Theorem csbren

Description: Cauchy-Schwarz-Bunjakovsky inequality for R^n. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Revised by Mario Carneiro, 4-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses csbrn.1 ( 𝜑𝐴 ∈ Fin )
csbrn.2 ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
csbrn.3 ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
Assertion csbren ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ≤ ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 csbrn.1 ( 𝜑𝐴 ∈ Fin )
2 csbrn.2 ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
3 csbrn.3 ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
4 2cn 2 ∈ ℂ
5 2 3 remulcld ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℝ )
6 1 5 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℝ )
7 6 recnd ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℂ )
8 sqmul ( ( 2 ∈ ℂ ∧ Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℂ ) → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) = ( ( 2 ↑ 2 ) · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) )
9 4 7 8 sylancr ( 𝜑 → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) = ( ( 2 ↑ 2 ) · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) )
10 sq2 ( 2 ↑ 2 ) = 4
11 10 oveq1i ( ( 2 ↑ 2 ) · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) = ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) )
12 9 11 eqtrdi ( 𝜑 → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) = ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) )
13 2 resqcld ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
14 1 13 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
15 2re 2 ∈ ℝ
16 remulcl ( ( 2 ∈ ℝ ∧ Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℝ ) → ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℝ )
17 15 6 16 sylancr ( 𝜑 → ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℝ )
18 3 resqcld ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 𝐶 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
19 1 18 fsumrecl ( 𝜑 → Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
20 1 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 𝐴 ∈ Fin )
21 13 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
22 simplr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 𝑥 ∈ ℝ )
23 22 resqcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝑥 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
24 21 23 remulcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) ∈ ℝ )
25 remulcl ( ( 2 ∈ ℝ ∧ ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℝ ) → ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℝ )
26 15 5 25 sylancr ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℝ )
27 26 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℝ )
28 27 22 remulcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ∈ ℝ )
29 24 28 readdcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) ∈ ℝ )
30 18 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐶 ↑ 2 ) ∈ ℝ )
31 29 30 readdcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ∈ ℝ )
32 2 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℝ )
33 32 22 remulcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 · 𝑥 ) ∈ ℝ )
34 3 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ℝ )
35 33 34 readdcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐵 · 𝑥 ) + 𝐶 ) ∈ ℝ )
36 35 sqge0d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 0 ≤ ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) + 𝐶 ) ↑ 2 ) )
37 33 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 · 𝑥 ) ∈ ℂ )
38 34 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 𝐶 ∈ ℂ )
39 binom2 ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ ) → ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) + 𝐶 ) ↑ 2 ) = ( ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) ↑ 2 ) + ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
40 37 38 39 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) + 𝐶 ) ↑ 2 ) = ( ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) ↑ 2 ) + ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
41 32 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℂ )
42 22 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 𝑥 ∈ ℂ )
43 41 42 sqmuld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐵 · 𝑥 ) ↑ 2 ) = ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) )
44 41 42 38 mul32d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) = ( ( 𝐵 · 𝐶 ) · 𝑥 ) )
45 44 oveq2d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) ) = ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝐶 ) · 𝑥 ) ) )
46 2cnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 2 ∈ ℂ )
47 5 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℝ )
48 47 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℂ )
49 46 48 42 mulassd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) = ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝐶 ) · 𝑥 ) ) )
50 45 49 eqtr4d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) ) = ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) )
51 43 50 oveq12d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) ↑ 2 ) + ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) ) ) = ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) )
52 51 oveq1d ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) ↑ 2 ) + ( 2 · ( ( 𝐵 · 𝑥 ) · 𝐶 ) ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) = ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
53 40 52 eqtrd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( 𝐵 · 𝑥 ) + 𝐶 ) ↑ 2 ) = ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
54 36 53 breqtrd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → 0 ≤ ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
55 20 31 54 fsumge0 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 0 ≤ Σ 𝑘𝐴 ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
56 24 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) ∈ ℂ )
57 28 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ∈ ℂ )
58 56 57 addcld ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) ∈ ℂ )
59 30 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐶 ↑ 2 ) ∈ ℂ )
60 20 58 59 fsumadd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → Σ 𝑘𝐴 ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
61 20 56 57 fsumadd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → Σ 𝑘𝐴 ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) )
62 simpr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 𝑥 ∈ ℝ )
63 62 recnd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 𝑥 ∈ ℂ )
64 63 sqcld ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝑥 ↑ 2 ) ∈ ℂ )
65 21 recnd ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 𝐵 ↑ 2 ) ∈ ℂ )
66 20 64 65 fsummulc1 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) )
67 2cnd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 2 ∈ ℂ )
68 20 67 48 fsummulc2 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) = Σ 𝑘𝐴 ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) )
69 68 oveq1d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) )
70 26 recnd ( ( 𝜑𝑘𝐴 ) → ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℂ )
71 70 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑘𝐴 ) → ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ∈ ℂ )
72 20 63 71 fsummulc1 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( Σ 𝑘𝐴 ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) = Σ 𝑘𝐴 ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) )
73 69 72 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) = Σ 𝑘𝐴 ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) )
74 66 73 oveq12d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) = ( Σ 𝑘𝐴 ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) )
75 61 74 eqtr4d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → Σ 𝑘𝐴 ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) = ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) )
76 75 oveq1d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → ( Σ 𝑘𝐴 ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) = ( ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
77 60 76 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → Σ 𝑘𝐴 ( ( ( ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + ( 𝐶 ↑ 2 ) ) = ( ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
78 55 77 breqtrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ℝ ) → 0 ≤ ( ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · ( 𝑥 ↑ 2 ) ) + ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) · 𝑥 ) ) + Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )
79 14 17 19 78 discr ( 𝜑 → ( ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) − ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ) ≤ 0 )
80 17 resqcld ( 𝜑 → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) ∈ ℝ )
81 4re 4 ∈ ℝ
82 14 19 remulcld ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ∈ ℝ )
83 remulcl ( ( 4 ∈ ℝ ∧ ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ∈ ℝ ) → ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ∈ ℝ )
84 81 82 83 sylancr ( 𝜑 → ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ∈ ℝ )
85 80 84 suble0d ( 𝜑 → ( ( ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) − ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ) ≤ 0 ↔ ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) ≤ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ) )
86 79 85 mpbid ( 𝜑 → ( ( 2 · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ) ↑ 2 ) ≤ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) )
87 12 86 eqbrtrrd ( 𝜑 → ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) ≤ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) )
88 6 resqcld ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ∈ ℝ )
89 81 a1i ( 𝜑 → 4 ∈ ℝ )
90 4pos 0 < 4
91 90 a1i ( 𝜑 → 0 < 4 )
92 lemul2 ( ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ∈ ℝ ∧ ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ∈ ℝ ∧ ( 4 ∈ ℝ ∧ 0 < 4 ) ) → ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ≤ ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ↔ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) ≤ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ) )
93 88 82 89 91 92 syl112anc ( 𝜑 → ( ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ≤ ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ↔ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ) ≤ ( 4 · ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) ) ) )
94 87 93 mpbird ( 𝜑 → ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 · 𝐶 ) ↑ 2 ) ≤ ( Σ 𝑘𝐴 ( 𝐵 ↑ 2 ) · Σ 𝑘𝐴 ( 𝐶 ↑ 2 ) ) )