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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  ⊢  
  : , :
1reference4  ⊢  
2instantiation4, 5, 6  ⊢  
  : , :
3instantiation146, 7, 8*, 9*, 10*  ⊢  
  : , : , :
4theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.rhs_via_equality
5instantiation200, 11, 12  ⊢  
  : , : , :
6instantiation146, 13, 14*, 15*, 16*  ⊢  
  : , : , :
7modus ponens17, 18  ⊢  
8instantiation77, 234  ⊢  
  : , :
9instantiation77, 234  ⊢  
  : , :
10instantiation150, 19  ⊢  
  : , :
11instantiation20, 236, 237, 25, 21, 22, 23*  ⊢  
  : , : , : , : , :
12instantiation24, 239, 25, 141, 26*, 27*, 28*  ⊢  
  : , : , : , : , :
13modus ponens29, 30  ⊢  
14instantiation77, 234  ⊢  
  : , :
15instantiation77, 234  ⊢  
  : , :
16instantiation31, 32, 33, 34  ⊢  
  : , : , : , :
17instantiation101, 122  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
18generalization35  ⊢  
19modus ponens36, 37  ⊢  
20theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.vec_sum_split_after
21instantiation38, 39  ⊢  
  : , :
22instantiation40, 41, 42, 199, 43, 44*, 45*  ⊢  
  : , : , :
23instantiation196, 46, 47  ⊢  
  : , : , :
24theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.vec_sum_index_shift
25instantiation238, 140, 240  ⊢  
  : , :
26instantiation48, 192, 49  ⊢  
  : , :
27instantiation196, 50, 51  ⊢  
  : , : , :
28instantiation52, 192  ⊢  
  :
29instantiation101, 122  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
30generalization53  ⊢  
31theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
32instantiation146, 54, 55*, 56*  ⊢  
  : , : , :
33instantiation150, 57  ⊢  
  : , :
34instantiation146, 58  ⊢  
  : , : , :
35instantiation59, 248, 234,  ⊢  
  : , :
36instantiation121, 251, 122, 210, 155, 211  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , : , : , : , :
37generalization60  ⊢  
38theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.nonneg_difference
39instantiation61, 186  ⊢  
  :
40theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.strong_bound_via_left_term_bound
41instantiation249, 227, 62  ⊢  
  : , : , :
42theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.zero_is_real
43instantiation63, 186  ⊢  
  :
44instantiation196, 64, 65  ⊢  
  : , : , :
45instantiation196, 66, 67  ⊢  
  : , : , :
46instantiation86, 210, 246, 251, 211, 87, 192, 145, 163  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
47instantiation68, 163, 192, 69  ⊢  
  : , : , :
48theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_basic
49instantiation90  ⊢  
  :
50instantiation86, 210, 246, 251, 211, 70, 94, 145, 95  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
51instantiation196, 71, 72  ⊢  
  : , : , :
52theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.double_negation
53instantiation200, 73, 74,  ⊢  
  : , : , :
54modus ponens75, 76  ⊢  
55instantiation77, 234  ⊢  
  : , :
56instantiation77, 234  ⊢  
  : , :
57modus ponens78, 79  ⊢  
58instantiation150, 80  ⊢  
  : , :
59theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.prepend_num_ket_with_zero_ket
60instantiation170, 184, 171, 172, 173, 81, 82, 83,  ⊢  
  : , : , : , :
61theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_lower_bound
62instantiation249, 232, 237  ⊢  
  : , : , :
63theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_is_pos
64instantiation86, 251, 246, 210, 87, 211, 84, 192, 145  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
65instantiation85, 210, 246, 211, 87, 192, 145  ⊢  
  : , : , : , :
66instantiation86, 251, 246, 210, 87, 211, 192, 145  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
67instantiation92, 210, 246, 251, 211, 88, 192, 145, 89*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
68theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_32
69instantiation90  ⊢  
  :
70instantiation220  ⊢  
  : , :
71instantiation91, 251, 210, 211, 94, 145, 95  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
72instantiation92, 210, 246, 251, 211, 93, 94, 95, 145, 96*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
73instantiation137, 97, 98,  ⊢  
  : , : , :
74instantiation196, 99, 100,  ⊢  
  : , : , :
75instantiation101, 122  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
76generalization102  ⊢  
77theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.conditionals.satisfied_condition_reduction
78instantiation103, 122, 155, 119  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
79modus ponens104, 105  ⊢  
80modus ponens106, 107  ⊢  
81instantiation220  ⊢  
  : , :
82theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_in_qubit_space
83instantiation154, 173, 158, 176,  ⊢  
  : , : , : , :
84theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.zero_is_complex
85theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_any
86theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
87instantiation220  ⊢  
  : , :
88instantiation220  ⊢  
  : , :
89instantiation150, 108, 164*  ⊢  
  : , :
90axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
91theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.leftward_commutation
92theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.association
93instantiation220  ⊢  
  : , :
94instantiation249, 224, 109  ⊢  
  : , : , :
95instantiation249, 224, 110  ⊢  
  : , : , :
96instantiation196, 111, 112, 113*  ⊢  
  : , : , :
97instantiation146, 114,  ⊢  
  : , : , :
98instantiation115, 194, 179, 136,  ⊢  
  : , : , :
99instantiation150, 116,  ⊢  
  : , :
100instantiation117, 248, 234,  ⊢  
  : , :
101theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.lambda_maps.general_lambda_substitution
102instantiation118, 158, 119,  ⊢  
  : , :
103theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.distribution_over_vec_sum_with_scalar_mult
104instantiation120, 122, 155  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
105generalization138  ⊢  
106instantiation121, 251, 122, 210, 155, 211  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , : , : , : , :
107generalization123  ⊢  
108instantiation143, 210, 246, 251, 211, 124, 163, 192, 130*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
109instantiation249, 227, 125  ⊢  
  : , : , :
110instantiation249, 227, 126  ⊢  
  : , : , :
111instantiation146, 127  ⊢  
  : , : , :
112instantiation150, 128  ⊢  
  : , :
113instantiation196, 129, 130  ⊢  
  : , : , :
114instantiation143, 131, 246, 210, 132, 133, 211, 214, 215, 218, 219, 213, 192,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
115theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.product_of_complex_powers
116instantiation134, 135,  ⊢  
  : , : , :
117theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.prepend_num_ket_with_one_ket
118theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.commutation
119instantiation177, 178, 136  ⊢  
  : , :
120theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.summation_closure
121theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_distribution_over_summation_with_scalar_mult
122theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
123instantiation137, 138, 139,  ⊢  
  : , : , :
124instantiation220  ⊢  
  : , :
125instantiation249, 232, 140  ⊢  
  : , : , :
126instantiation249, 232, 141  ⊢  
  : , : , :
127instantiation150, 142  ⊢  
  : , :
128instantiation143, 210, 246, 251, 211, 144, 214, 145, 192  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
129instantiation146, 147  ⊢  
  : , : , :
130instantiation148, 192  ⊢  
  :
131theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat4
132instantiation149  ⊢  
  : , : , : , :
133instantiation220  ⊢  
  : , :
134theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.num_ket_eq
135instantiation150, 151,  ⊢  
  : , :
136instantiation200, 152, 153  ⊢  
  : , : , :
137theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
138instantiation154, 155, 158, 156,  ⊢  
  : , : , : , :
139instantiation157, 158, 251, 210, 211, 172, 173, 175, 176,  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , : , : , :
140instantiation159, 242, 239  ⊢  
  : , :
141instantiation244, 239  ⊢  
  :
142instantiation160, 192  ⊢  
  :
143theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.distribute_through_sum
144instantiation220  ⊢  
  : , :
145instantiation161, 163  ⊢  
  :
146axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
147instantiation162, 163, 214, 164  ⊢  
  : , : , :
148theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
149theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_4_typical_eq
150theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
151instantiation165, 213, 192,  ⊢  
  : , :
152instantiation217, 203, 166  ⊢  
  : , :
153instantiation196, 167, 168  ⊢  
  : , : , :
154theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
155instantiation169, 184, 171, 172, 173  ⊢  
  : , : , :
156instantiation170, 184, 171, 172, 173, 174, 175, 176,  ⊢  
  : , : , : , :
157theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.factor_scalar_from_tensor_prod
158instantiation177, 178, 179,  ⊢  
  : , :
159theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_int_closure_bin
160theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.mult_neg_one_left
161theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
162theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.subtract_from_add
163instantiation249, 224, 180  ⊢  
  : , : , :
164theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
165theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.commutation
166instantiation200, 181, 182  ⊢  
  : , : , :
167instantiation209, 251, 204, 210, 183, 211, 203, 218, 219, 192  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
168instantiation209, 210, 246, 204, 211, 205, 183, 214, 215, 218, 219, 192  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
169theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_of_vec_spaces_is_vec_space
170theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_is_in_tensor_prod_space
171instantiation220  ⊢  
  : , :
172instantiation185, 184  ⊢  
  :
173instantiation185, 186  ⊢  
  :
174instantiation220  ⊢  
  : , :
175theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_in_qubit_space
176instantiation187, 248, 234,  ⊢  
  : , :
177theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
178instantiation249, 224, 188  ⊢  
  : , : , :
179instantiation200, 189, 190,  ⊢  
  : , : , :
180instantiation249, 227, 191  ⊢  
  : , : , :
181instantiation217, 208, 192  ⊢  
  : , :
182instantiation209, 210, 246, 251, 211, 212, 218, 219, 192  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
183instantiation216  ⊢  
  : , : , :
184theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
185theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
186instantiation193, 246, 243  ⊢  
  : , :
187theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.num_ket_in_register_space
188instantiation249, 229, 194  ⊢  
  : , : , :
189instantiation217, 203, 195,  ⊢  
  : , :
190instantiation196, 197, 198,  ⊢  
  : , : , :
191instantiation249, 232, 245  ⊢  
  : , : , :
192instantiation249, 224, 199  ⊢  
  : , : , :
193theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_natpos_closure
194theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
195instantiation200, 201, 202,  ⊢  
  : , : , :
196axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
197instantiation209, 251, 204, 210, 206, 211, 203, 218, 219, 213,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
198instantiation209, 210, 246, 204, 211, 205, 206, 214, 215, 218, 219, 213,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
199instantiation249, 227, 207  ⊢  
  : , : , :
200theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
201instantiation217, 208, 213,  ⊢  
  : , :
202instantiation209, 210, 246, 251, 211, 212, 218, 219, 213,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
203instantiation217, 214, 215  ⊢  
  : , :
204theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
205instantiation220  ⊢  
  : , :
206instantiation216  ⊢  
  : , : , :
207instantiation249, 232, 239  ⊢  
  : , : , :
208instantiation217, 218, 219  ⊢  
  : , :
209theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
210axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
211theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
212instantiation220  ⊢  
  : , :
213instantiation249, 224, 221,  ⊢  
  : , : , :
214instantiation249, 224, 222  ⊢  
  : , : , :
215instantiation249, 224, 223  ⊢  
  : , : , :
216theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
217theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
218theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
219instantiation249, 224, 225  ⊢  
  : , : , :
220theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
221instantiation249, 227, 226,  ⊢  
  : , : , :
222instantiation249, 227, 228  ⊢  
  : , : , :
223instantiation249, 229, 230  ⊢  
  : , : , :
224theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
225theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
226instantiation249, 232, 231,  ⊢  
  : , : , :
227theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
228instantiation249, 232, 242  ⊢  
  : , : , :
229theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
230theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
231instantiation249, 233, 234,  ⊢  
  : , : , :
232theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
233instantiation235, 236, 237  ⊢  
  : , :
234assumption  ⊢  
235theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
236theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
237instantiation238, 239, 240  ⊢  
  : , :
238theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
239instantiation241, 242, 243  ⊢  
  : , :
240instantiation244, 245  ⊢  
  :
241theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_int_closure
242instantiation249, 250, 246  ⊢  
  : , : , :
243instantiation249, 247, 248  ⊢  
  : , : , :
244theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
245instantiation249, 250, 251  ⊢  
  : , : , :
246theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
247theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
248assumption  ⊢  
249theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
250theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
251theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
*equality replacement requirements