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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  ⊢  
  : , :
1reference100  ⊢  
2instantiation27, 3, 4, 5  ⊢  
  : , : , : , :
3instantiation214, 6, 7, 8*  ⊢  
  : , : , :
4instantiation227, 9  ⊢  
  : , : , :
5instantiation193  ⊢  
  :
6instantiation17, 25, 223, 274, 225, 43, 58, 22, 10  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , : , : , :
7instantiation227, 11  ⊢  
  : , : , :
8instantiation12, 13, 14, 25, 26, 15*  ⊢  
  : , : , : , : , :
9instantiation100, 16  ⊢  
  : , :
10instantiation57, 58, 26, 23  ⊢  
  : , : , : , :
11instantiation17, 26, 274, 223, 225, 43, 58, 22, 23  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , : , : , :
12theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.doubly_scaled_as_singly_scaled
13instantiation18, 283, 20, 43, 58  ⊢  
  : , : , :
14instantiation19, 283, 20, 43, 58, 21, 22, 23  ⊢  
  : , : , : , :
15instantiation24, 25, 26  ⊢  
  : , :
16instantiation27, 28, 29, 30  ⊢  
  : , : , : , :
17theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.factor_scalar_from_tensor_prod
18theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_of_vec_spaces_is_vec_space
19theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_is_in_tensor_prod_space
20instantiation237  ⊢  
  : , :
21instantiation237  ⊢  
  : , :
22instantiation31, 43, 32, 33  ⊢  
  : , : , : , :
23modus ponens34, 35  ⊢  
24axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_extends_number_mult
25instantiation98, 236, 36, 37  ⊢  
  : , :
26instantiation98, 236, 38, 39  ⊢  
  : , :
27theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
28instantiation214, 40, 41  ⊢  
  : , : , :
29instantiation193  ⊢  
  :
30instantiation100, 42  ⊢  
  : , :
31theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.binary_closure
32theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_in_qubit_space
33instantiation57, 43, 44, 45  ⊢  
  : , : , : , :
34instantiation46, 281, 58  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
35generalization47  ⊢  
36instantiation167, 254, 48  ⊢  
  : , :
37instantiation49, 106, 104  ⊢  
  : , : , :
38instantiation167, 254, 80  ⊢  
  : , :
39instantiation49, 110, 108  ⊢  
  : , : , :
40instantiation227, 50  ⊢  
  : , : , :
41instantiation202, 236, 51, 52, 53*  ⊢  
  : , :
42instantiation214, 54, 55  ⊢  
  : , : , :
43instantiation75, 283  ⊢  
  :
44instantiation167, 77, 56  ⊢  
  : , :
45theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_in_qubit_space
46theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.summation_closure
47instantiation57, 58, 59, 60,  ⊢  
  : , : , : , :
48instantiation234, 61, 62  ⊢  
  : , :
49theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
50instantiation214, 63, 64  ⊢  
  : , : , :
51instantiation169, 105, 109  ⊢  
  : , :
52instantiation65, 286, 66, 67, 68  ⊢  
  : , :
53instantiation214, 69, 70  ⊢  
  : , : , :
54instantiation227, 71  ⊢  
  : , : , :
55instantiation227, 72  ⊢  
  : , : , :
56instantiation133, 73, 74  ⊢  
  : , : , :
57theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
58instantiation75, 76  ⊢  
  :
59instantiation167, 77, 78,  ⊢  
  : , :
60instantiation79, 258, 210,  ⊢  
  : , :
61instantiation98, 221, 254, 203  ⊢  
  : , :
62instantiation206, 80  ⊢  
  :
63instantiation227, 174  ⊢  
  : , : , :
64instantiation214, 81, 82  ⊢  
  : , : , :
65theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_not_eq_zero
66instantiation237  ⊢  
  : , :
67instantiation83, 105, 106  ⊢  
  :
68instantiation83, 109, 110  ⊢  
  :
69instantiation227, 84  ⊢  
  : , : , :
70instantiation214, 85, 86  ⊢  
  : , : , :
71instantiation214, 87, 88  ⊢  
  : , : , :
72instantiation214, 89, 90  ⊢  
  : , : , :
73instantiation169, 136, 91  ⊢  
  : , :
74instantiation214, 92, 93  ⊢  
  : , : , :
75theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
76instantiation94, 286, 246  ⊢  
  : , :
77instantiation284, 263, 95  ⊢  
  : , : , :
78instantiation133, 96, 97,  ⊢  
  : , : , :
79theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.num_ket_in_register_space
80instantiation98, 235, 254, 203  ⊢  
  : , :
81instantiation227, 99  ⊢  
  : , : , :
82instantiation100, 101  ⊢  
  : , :
83theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.nonzero_complex_is_complex_nonzero
84instantiation102, 105, 109, 165, 106, 110, 145*, 148*  ⊢  
  : , : , :
85instantiation195, 274, 286, 223, 103, 225, 236, 146, 150  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
86instantiation207, 223, 286, 225, 103, 146, 150  ⊢  
  : , : , : , :
87instantiation227, 104  ⊢  
  : , : , :
88instantiation202, 236, 105, 106, 107*  ⊢  
  : , :
89instantiation227, 108  ⊢  
  : , : , :
90instantiation202, 236, 109, 110, 111*  ⊢  
  : , :
91instantiation133, 112, 113  ⊢  
  : , : , :
92instantiation195, 274, 137, 223, 114, 225, 136, 170, 171, 132  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
93instantiation195, 223, 286, 137, 225, 138, 114, 254, 155, 170, 171, 132  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
94theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_natpos_closure
95instantiation284, 188, 115  ⊢  
  : , : , :
96instantiation169, 136, 116,  ⊢  
  : , :
97instantiation214, 117, 118,  ⊢  
  : , : , :
98theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_complex_closure
99instantiation119, 192, 239  ⊢  
  : , :
100theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
101instantiation120, 254, 121, 122  ⊢  
  : , : , :
102theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.real_power_of_product
103instantiation237  ⊢  
  : , :
104instantiation227, 123  ⊢  
  : , : , :
105instantiation124, 254  ⊢  
  :
106instantiation128, 262, 125  ⊢  
  : , :
107instantiation214, 126, 127  ⊢  
  : , : , :
108instantiation227, 191  ⊢  
  : , : , :
109instantiation167, 254, 192  ⊢  
  : , :
110instantiation128, 262, 129  ⊢  
  : , :
111instantiation214, 130, 131  ⊢  
  : , : , :
112instantiation169, 152, 132  ⊢  
  : , :
113instantiation195, 223, 286, 274, 225, 153, 170, 171, 132  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
114instantiation156  ⊢  
  : , : , :
115theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
116instantiation133, 134, 135,  ⊢  
  : , : , :
117instantiation195, 274, 137, 223, 139, 225, 136, 170, 171, 154,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
118instantiation195, 223, 286, 137, 225, 138, 139, 254, 155, 170, 171, 154,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
119theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.commutation
120theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.product_of_pos_powers
121instantiation284, 140, 269  ⊢  
  : , : , :
122instantiation284, 140, 230  ⊢  
  : , : , :
123instantiation214, 141, 142  ⊢  
  : , : , :
124theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_complex_closure
125instantiation143, 144, 262  ⊢  
  : , :
126instantiation227, 145  ⊢  
  : , : , :
127instantiation149, 146  ⊢  
  :
128theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_rational_non_zero__not_zero
129instantiation284, 147, 230  ⊢  
  : , : , :
130instantiation227, 148  ⊢  
  : , : , :
131instantiation149, 150  ⊢  
  :
132instantiation284, 263, 151  ⊢  
  : , : , :
133theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
134instantiation169, 152, 154,  ⊢  
  : , :
135instantiation195, 223, 286, 274, 225, 153, 170, 171, 154,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
136instantiation169, 254, 155  ⊢  
  : , :
137theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
138instantiation237  ⊢  
  : , :
139instantiation156  ⊢  
  : , : , :
140theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_pos_within_real_pos
141instantiation214, 157, 158  ⊢  
  : , : , :
142instantiation214, 159, 160  ⊢  
  : , : , :
143theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_rational_nonzero_closure
144instantiation284, 270, 161  ⊢  
  : , : , :
145instantiation164, 254, 250, 165, 203, 162*  ⊢  
  : , : , :
146instantiation167, 254, 163  ⊢  
  : , :
147theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.rational_pos_within_rational_nonzero
148instantiation164, 254, 205, 165, 203, 166*  ⊢  
  : , : , :
149theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
150instantiation167, 254, 178  ⊢  
  : , :
151instantiation284, 272, 168  ⊢  
  : , : , :
152instantiation169, 170, 171  ⊢  
  : , :
153instantiation237  ⊢  
  : , :
154instantiation284, 263, 172,  ⊢  
  : , : , :
155instantiation284, 263, 173  ⊢  
  : , : , :
156theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
157instantiation227, 174  ⊢  
  : , : , :
158instantiation227, 175  ⊢  
  : , : , :
159instantiation176, 223, 286, 274, 225, 177, 192, 239, 178  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
160instantiation179, 192, 239, 180  ⊢  
  : , : , :
161instantiation284, 278, 281  ⊢  
  : , : , :
162instantiation181, 239, 236, 226*  ⊢  
  : , :
163instantiation284, 263, 182  ⊢  
  : , : , :
164theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.real_power_of_real_power
165instantiation284, 272, 183  ⊢  
  : , : , :
166instantiation214, 184, 185  ⊢  
  : , : , :
167theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
168instantiation284, 279, 232  ⊢  
  : , : , :
169theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
170theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
171instantiation284, 263, 186  ⊢  
  : , : , :
172instantiation284, 272, 187,  ⊢  
  : , : , :
173instantiation284, 188, 189  ⊢  
  : , : , :
174instantiation202, 221, 254, 203, 190*  ⊢  
  : , :
175instantiation227, 191  ⊢  
  : , : , :
176theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
177instantiation237  ⊢  
  : , :
178instantiation206, 192  ⊢  
  :
179theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_13
180instantiation193  ⊢  
  :
181theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.pos_times_neg
182instantiation194, 250  ⊢  
  :
183instantiation284, 279, 233  ⊢  
  : , : , :
184instantiation195, 223, 286, 274, 225, 208, 239, 235, 196  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
185instantiation197, 286, 223, 208, 225, 239, 235, 236, 198*  ⊢  
  : , : , : , : , :
186theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
187instantiation284, 279, 199,  ⊢  
  : , : , :
188theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
189theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
190instantiation214, 200, 201  ⊢  
  : , : , :
191instantiation202, 235, 254, 203, 204*  ⊢  
  : , :
192instantiation284, 263, 205  ⊢  
  : , : , :
193axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
194theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.real_closure
195theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
196instantiation206, 236  ⊢  
  :
197theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_neg_any
198instantiation207, 286, 223, 208, 225, 239, 235  ⊢  
  : , : , : , :
199instantiation284, 209, 210,  ⊢  
  : , : , :
200instantiation227, 228  ⊢  
  : , : , :
201instantiation214, 211, 212  ⊢  
  : , : , :
202theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_as_mult
203instantiation213, 283  ⊢  
  :
204instantiation214, 215, 216  ⊢  
  : , : , :
205instantiation284, 272, 217  ⊢  
  : , : , :
206theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
207theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_any
208instantiation237  ⊢  
  : , :
209instantiation218, 219, 220  ⊢  
  : , :
210assumption  ⊢  
211instantiation229, 221, 239  ⊢  
  : , :
212instantiation222, 274, 286, 223, 224, 225, 239, 235, 236, 226*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
213theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nonzero_if_is_nat_pos
214axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
215instantiation227, 228  ⊢  
  : , : , :
216instantiation229, 235, 239  ⊢  
  : , :
217instantiation284, 268, 230  ⊢  
  : , : , :
218theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
219theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
220instantiation231, 232, 233  ⊢  
  : , :
221instantiation234, 235, 236  ⊢  
  : , :
222theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.distribute_through_sum
223axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
224instantiation237  ⊢  
  : , :
225theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
226instantiation238, 239  ⊢  
  :
227axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
228instantiation240, 241, 281, 242*  ⊢  
  : , :
229theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.commutation
230instantiation243, 269, 244  ⊢  
  : , :
231theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
232instantiation245, 280, 246  ⊢  
  : , :
233instantiation247, 267  ⊢  
  :
234theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_complex_closure_bin
235instantiation284, 263, 248  ⊢  
  : , : , :
236instantiation284, 263, 249  ⊢  
  : , : , :
237theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
238theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_right
239instantiation284, 263, 250  ⊢  
  : , : , :
240theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.neg_power_as_div
241instantiation284, 251, 252  ⊢  
  : , : , :
242instantiation253, 254  ⊢  
  :
243theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_rational_pos_closure_bin
244instantiation284, 282, 258  ⊢  
  : , : , :
245theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_int_closure
246instantiation284, 255, 258  ⊢  
  : , : , :
247theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
248instantiation256, 257, 258  ⊢  
  : , : , :
249instantiation284, 272, 259  ⊢  
  : , : , :
250instantiation284, 272, 260  ⊢  
  : , : , :
251theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_nonzero_within_complex_nonzero
252instantiation284, 261, 262  ⊢  
  : , : , :
253theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.complex_x_to_first_power_is_x
254instantiation284, 263, 264  ⊢  
  : , : , :
255theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
256theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
257instantiation265, 266  ⊢  
  : , :
258assumption  ⊢  
259instantiation284, 279, 267  ⊢  
  : , : , :
260instantiation284, 268, 269  ⊢  
  : , : , :
261theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_nonzero_within_real_nonzero
262instantiation284, 270, 271  ⊢  
  : , : , :
263theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
264instantiation284, 272, 273  ⊢  
  : , : , :
265theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
266theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
267instantiation284, 285, 274  ⊢  
  : , : , :
268theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.rational_pos_within_rational
269instantiation275, 276, 277  ⊢  
  : , :
270theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nonzero_int_within_rational_nonzero
271instantiation284, 278, 283  ⊢  
  : , : , :
272theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
273instantiation284, 279, 280  ⊢  
  : , : , :
274theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
275theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_rational_pos_closure
276instantiation284, 282, 281  ⊢  
  : , : , :
277instantiation284, 282, 283  ⊢  
  : , : , :
278theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_nonzero_int
279theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
280instantiation284, 285, 286  ⊢  
  : , : , :
281theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
282theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nat_pos_within_rational_pos
283theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
284theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
285theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
286theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
*equality replacement requirements