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In [1]:
import proveit
# Automation is not needed when only showing a stored proof:
proveit.defaults.automation = False # This will speed things up.
proveit.defaults.inline_pngs = False # Makes files smaller.
%show_proof
Out[1]:
 step typerequirementsstatement
0instantiation1, 2, 3  ⊢  
  : , :
1theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.rhs_via_equality
2instantiation212, 4, 5  ⊢  
  : , : , :
3instantiation247, 6, 7*, 8*, 9*  ⊢  
  : , : , :
4instantiation212, 10, 11, 12*  ⊢  
  : , : , :
5modus ponens13, 102  ⊢  
6modus ponens14, 15  ⊢  
7instantiation69, 272  ⊢  
  : , :
8instantiation69, 272  ⊢  
  : , :
9instantiation237, 16, 17  ⊢  
  : , : , :
10instantiation212, 18, 19  ⊢  
  : , : , :
11instantiation20, 306  ⊢  
  :
12instantiation237, 21, 22  ⊢  
  : , : , :
13instantiation23, 296, 304, 228, 142, 229, 24*  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
14instantiation96, 296  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
15generalization25  ⊢  
16instantiation247, 26  ⊢  
  : , : , :
17instantiation237, 27, 28  ⊢  
  : , : , :
18instantiation29, 262  ⊢  
  :
19axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._Psi_def
20theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._psi_t_formula
21instantiation247, 30  ⊢  
  : , : , :
22instantiation237, 31, 32  ⊢  
  : , : , :
23theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_distribution_over_summation
24instantiation237, 33, 34  ⊢  
  : , : , :
25instantiation35, 306, 272, 262, 36*,  ⊢  
  : , : , :
26instantiation237, 37, 38  ⊢  
  : , : , :
27instantiation227, 309, 304, 228, 39, 229, 157, 41  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
28instantiation125, 228, 304, 309, 229, 40, 157, 41, 42*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
29axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._alpha_m_def
30instantiation90, 43, 44, 45  ⊢  
  : , : , : , :
31instantiation237, 46, 47  ⊢  
  : , : , :
32instantiation107, 108, 157, 48, 102, 49*  ⊢  
  : , : , :
33instantiation247, 50, 51*, 52*  ⊢  
  : , : , :
34modus ponens53, 54  ⊢  
35theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QFT.invFT_on_matrix_elem
36instantiation55, 149, 150, 151,  ⊢  
  : , :
37instantiation247, 56  ⊢  
  : , : , :
38instantiation237, 57, 58  ⊢  
  : , : , :
39instantiation244  ⊢  
  : , :
40instantiation244  ⊢  
  : , :
41modus ponens59, 99  ⊢  
42instantiation60, 157, 296, 61*, 62*  ⊢  
  : , : , :
43instantiation105, 157, 309, 228, 229, 63  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
44instantiation106, 309, 157, 63  ⊢  
  : , : , : , : , :
45instantiation107, 298, 157, 101, 63  ⊢  
  : , : , :
46instantiation237, 64, 65  ⊢  
  : , : , :
47instantiation106, 309, 304, 157, 101, 102  ⊢  
  : , : , : , : , :
48instantiation233  ⊢  
  : , : , :
49instantiation121, 157, 66  ⊢  
  : , :
50modus ponens67, 68  ⊢  
51instantiation69, 272  ⊢  
  : , :
52instantiation69, 272  ⊢  
  : , :
53instantiation70, 296  ⊢  
  : , : , : , :
54generalization71  ⊢  
55theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.neg_frac_neg_numerator
56modus ponens72, 73  ⊢  
57instantiation247, 74  ⊢  
  : , : , :
58instantiation75, 76  ⊢  
  : , :
59instantiation77  ⊢  
  : , : , :
60theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.product_of_posnat_powers
61instantiation266, 157  ⊢  
  :
62theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
63instantiation131, 172, 160, 128  ⊢  
  : , : , : , :
64instantiation105, 157, 309, 228, 229, 78  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
65instantiation100, 304, 298, 228, 138, 101, 229, 79  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
66instantiation187, 80, 118  ⊢  
  : , : , :
67instantiation96, 296  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
68generalization81  ⊢  
69theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.conditionals.satisfied_condition_reduction
70axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.scalar_sum_extends_number_sum
71instantiation241, 154, 122,  ⊢  
  : , :
72instantiation82, 296  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
73generalization83  ⊢  
74modus ponens84, 85  ⊢  
75theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
76instantiation86, 229, 157  ⊢  
  : , :
77theorem  ⊢  
 proveit.numbers.summation.summation_complex_closure
78instantiation187, 102, 87  ⊢  
  : , : , :
79instantiation187, 88, 89  ⊢  
  : , : , :
80instantiation139, 172, 173, 140, 128  ⊢  
  : , : , : , :
81instantiation90, 91, 92, 93,  ⊢  
  : , : , : , :
82axiom  ⊢  
 proveit.core_expr_types.lambda_maps.lambda_substitution
83instantiation94, 95  ⊢  
  : , : , :
84instantiation96, 296  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
85generalization97  ⊢  
86modus ponens98, 99  ⊢  
87instantiation100, 309, 298, 228, 101, 229, 102  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
88instantiation131, 172, 173, 103, 128  ⊢  
  : , : , : , :
89instantiation141, 108, 104  ⊢  
  : , : , :
90theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
91instantiation105, 154, 304, 228, 142, 229, 110,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
92instantiation106, 304, 309, 154, 142, 110,  ⊢  
  : , : , : , : , :
93instantiation107, 108, 154, 109, 110, 111*,  ⊢  
  : , : , :
94axiom  ⊢  
 proveit.core_expr_types.conditionals.conditional_substitution
95deduction112  ⊢  
96theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.lambda_maps.general_lambda_substitution
97instantiation237, 113, 114,  ⊢  
  : , : , :
98instantiation115, 309, 296, 228  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
99generalization116  ⊢  
100theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_disassociation
101instantiation244  ⊢  
  : , :
102instantiation187, 117, 118  ⊢  
  : , : , :
103instantiation171, 172, 173, 119  ⊢  
  : , : , :
104instantiation233  ⊢  
  : , : , :
105theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.scalar_mult_absorption
106theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_pulling_scalar_out_front
107theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.scalar_mult_factorization
108theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat3
109instantiation233  ⊢  
  : , : , :
110instantiation187, 120, 133,  ⊢  
  : , : , :
111instantiation121, 154, 122,  ⊢  
  : , :
112instantiation227, 309, 304, 228, 123, 229, 154, 157, 127,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
113instantiation124, 228, 309, 229, 154, 157, 127,  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
114instantiation125, 309, 304, 228, 126, 229, 157, 154, 127,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
115theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.distribute_through_summation
116instantiation241, 154, 127,  ⊢  
  : , :
117instantiation131, 172, 173, 140, 128  ⊢  
  : , : , : , :
118instantiation141, 298, 142  ⊢  
  : , : , :
119instantiation187, 129, 130  ⊢  
  : , : , :
120instantiation131, 172, 173, 140, 155,  ⊢  
  : , : , : , :
121axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_extends_number_mult
122instantiation187, 132, 133,  ⊢  
  : , : , :
123instantiation244  ⊢  
  : , :
124theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.leftward_commutation
125theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.association
126instantiation244  ⊢  
  : , :
127instantiation185, 165, 134,  ⊢  
  : , :
128modus ponens135, 136  ⊢  
129instantiation158, 172, 173, 137, 160  ⊢  
  : , : , : , : , :
130instantiation141, 298, 138  ⊢  
  : , : , :
131theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_op_ket_in_QmultCodomain
132instantiation139, 172, 173, 140, 155,  ⊢  
  : , : , : , :
133instantiation141, 298, 142  ⊢  
  : , : , :
134instantiation143, 144,  ⊢  
  :
135instantiation145, 296, 153  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
136generalization146  ⊢  
137instantiation171, 172, 173, 147  ⊢  
  : , : , :
138instantiation244  ⊢  
  : , :
139theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_op_ket_is_ket
140instantiation171, 172, 173, 148  ⊢  
  : , : , :
141axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.multi_qmult_def
142instantiation244  ⊢  
  : , :
143theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
144instantiation202, 149, 150, 151,  ⊢  
  : , :
145theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.summation_closure
146instantiation152, 153, 154, 155  ⊢  
  : , : , : , :
147instantiation156, 157, 172, 173, 159  ⊢  
  : , : , : , :
148instantiation158, 172, 173, 159, 160  ⊢  
  : , : , : , : , :
149instantiation212, 161, 162,  ⊢  
  : , : , :
150instantiation307, 275, 163  ⊢  
  : , : , :
151instantiation236, 207  ⊢  
  :
152theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
153instantiation164, 207  ⊢  
  :
154instantiation185, 165, 166  ⊢  
  : , :
155instantiation167, 306, 272  ⊢  
  : , :
156theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_op_complex_closure
157instantiation202, 168, 169, 170  ⊢  
  : , :
158theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_op_op_is_op
159instantiation171, 172, 173, 174  ⊢  
  : , : , :
160instantiation175, 207, 176  ⊢  
  : , : , :
161instantiation241, 215, 177,  ⊢  
  : , :
162instantiation237, 178, 179,  ⊢  
  : , : , :
163instantiation307, 286, 180  ⊢  
  : , : , :
164theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
165instantiation307, 275, 181  ⊢  
  : , : , :
166instantiation212, 182, 183  ⊢  
  : , : , :
167theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.num_ket_in_register_space
168instantiation307, 275, 184  ⊢  
  : , : , :
169instantiation185, 267, 186  ⊢  
  : , :
170instantiation187, 188, 189  ⊢  
  : , : , :
171theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_op_is_linmap
172instantiation190, 207  ⊢  
  :
173theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.complex_set_is_hilbert_space
174instantiation191, 306, 262  ⊢  
  : , :
175theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.qmult_matrix_is_linmap
176instantiation268, 192, 193  ⊢  
  : , : , :
177instantiation212, 194, 195,  ⊢  
  : , : , :
178instantiation227, 309, 216, 228, 196, 229, 215, 242, 231, 211,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
179instantiation227, 228, 304, 216, 229, 217, 196, 267, 232, 242, 231, 211,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
180instantiation307, 295, 292  ⊢  
  : , : , :
181instantiation307, 255, 197  ⊢  
  : , : , :
182instantiation241, 215, 198  ⊢  
  : , :
183instantiation237, 199, 200  ⊢  
  : , : , :
184instantiation307, 286, 201  ⊢  
  : , : , :
185theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
186instantiation202, 250, 267, 222  ⊢  
  : , :
187theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
188instantiation203, 274, 204  ⊢  
  : , :
189instantiation247, 205  ⊢  
  : , : , :
190theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.complex_vec_set_is_hilbert_space
191theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.num_bra_is_lin_map
192instantiation206, 207  ⊢  
  :
193instantiation208, 306  ⊢  
  :
194instantiation241, 209, 211,  ⊢  
  : , :
195instantiation227, 228, 304, 309, 229, 210, 242, 231, 211,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
196instantiation233  ⊢  
  : , : , :
197theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
198instantiation212, 213, 214  ⊢  
  : , : , :
199instantiation227, 309, 216, 228, 218, 229, 215, 242, 243, 231  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
200instantiation227, 228, 304, 216, 229, 217, 218, 267, 232, 242, 243, 231  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
201instantiation307, 295, 303  ⊢  
  : , : , :
202theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_complex_closure
203theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_rational_non_zero__not_zero
204instantiation307, 219, 220  ⊢  
  : , : , :
205instantiation221, 250, 267, 222, 223*  ⊢  
  : , :
206theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.matrices.unitaries_are_matrices
207instantiation224, 304, 301  ⊢  
  : , :
208theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QFT.invFT_is_unitary
209instantiation241, 242, 231  ⊢  
  : , :
210instantiation244  ⊢  
  : , :
211instantiation307, 275, 225  ⊢  
  : , : , :
212theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
213instantiation241, 226, 231  ⊢  
  : , :
214instantiation227, 228, 304, 309, 229, 230, 242, 243, 231  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
215instantiation241, 267, 232  ⊢  
  : , :
216theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
217instantiation244  ⊢  
  : , :
218instantiation233  ⊢  
  : , : , :
219theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.rational_pos_within_rational_nonzero
220instantiation234, 280, 235  ⊢  
  : , :
221theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_as_mult
222instantiation236, 298  ⊢  
  :
223instantiation237, 238, 239  ⊢  
  : , : , :
224theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_natpos_closure
225instantiation307, 286, 240  ⊢  
  : , : , :
226instantiation241, 242, 243  ⊢  
  : , :
227theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
228axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
229theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
230instantiation244  ⊢  
  : , :
231instantiation307, 275, 245  ⊢  
  : , : , :
232instantiation307, 275, 246  ⊢  
  : , : , :
233theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
234theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_rational_pos_closure_bin
235instantiation307, 297, 306  ⊢  
  : , : , :
236theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nonzero_if_is_nat_pos
237axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
238instantiation247, 248  ⊢  
  : , : , :
239instantiation249, 250, 251  ⊢  
  : , :
240instantiation307, 295, 252  ⊢  
  : , : , :
241theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
242theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
243instantiation307, 275, 253  ⊢  
  : , : , :
244theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
245instantiation307, 286, 254  ⊢  
  : , : , :
246instantiation307, 255, 256  ⊢  
  : , : , :
247axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
248instantiation257, 258, 296, 259*  ⊢  
  : , :
249theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.commutation
250instantiation307, 275, 260  ⊢  
  : , : , :
251instantiation307, 275, 261  ⊢  
  : , : , :
252instantiation307, 271, 262  ⊢  
  : , : , :
253theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
254instantiation307, 295, 263  ⊢  
  : , : , :
255theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
256theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
257theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.neg_power_as_div
258instantiation307, 264, 265  ⊢  
  : , : , :
259instantiation266, 267  ⊢  
  :
260instantiation268, 269, 306  ⊢  
  : , : , :
261instantiation307, 286, 270  ⊢  
  : , : , :
262assumption  ⊢  
263instantiation307, 271, 272  ⊢  
  : , : , :
264theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_nonzero_within_complex_nonzero
265instantiation307, 273, 274  ⊢  
  : , : , :
266theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.complex_x_to_first_power_is_x
267instantiation307, 275, 276  ⊢  
  : , : , :
268theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
269instantiation277, 278  ⊢  
  : , :
270instantiation307, 279, 280  ⊢  
  : , : , :
271instantiation281, 282, 283  ⊢  
  : , :
272assumption  ⊢  
273theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_nonzero_within_real_nonzero
274instantiation307, 284, 285  ⊢  
  : , : , :
275theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
276instantiation307, 286, 287  ⊢  
  : , : , :
277theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
278theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
279theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.rational_pos_within_rational
280instantiation288, 289, 290  ⊢  
  : , :
281theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
282theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
283instantiation291, 292, 293  ⊢  
  : , :
284theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nonzero_int_within_rational_nonzero
285instantiation307, 294, 298  ⊢  
  : , : , :
286theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
287instantiation307, 295, 300  ⊢  
  : , : , :
288theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_rational_pos_closure
289instantiation307, 297, 296  ⊢  
  : , : , :
290instantiation307, 297, 298  ⊢  
  : , : , :
291theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
292instantiation299, 300, 301  ⊢  
  : , :
293instantiation302, 303  ⊢  
  :
294theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_nonzero_int
295theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
296theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
297theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nat_pos_within_rational_pos
298theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
299theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_int_closure
300instantiation307, 308, 304  ⊢  
  : , : , :
301instantiation307, 305, 306  ⊢  
  : , : , :
302theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
303instantiation307, 308, 309  ⊢  
  : , : , :
304theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
305theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
306axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._t_in_natural_pos
307theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
308theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
309theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
*equality replacement requirements