logo

Show the Proof

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.booleans.conjunction.and_if_both
2instantiation189, 4, 13  ⊢  
  : , : , :
3instantiation5, 327, 19, 6, 21, 22, 7, 8*  ⊢  
  : , : , : , :
4instantiation243, 9, 10  ⊢  
  : , : , :
5theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.norm_preserving_tensor_prod
6instantiation30, 316, 317, 133, 45  ⊢  
  : , : , :
7modus ponens11, 12  ⊢  
8instantiation210, 13  ⊢  
  : , :
9instantiation14, 327, 15, 16, 17*  ⊢  
  : , : , :
10instantiation18, 327, 19, 20, 21, 22  ⊢  
  : , : , : , :
11instantiation44, 316, 317, 45  ⊢  
  : , : , : , :
12generalization23  ⊢  
13instantiation24, 327  ⊢  
  :
14theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_of_cart_exps_within_cart_exp
15instantiation106, 25, 203, 32  ⊢  
  : , : , : , :
16instantiation30, 316, 317, 259, 45  ⊢  
  : , : , :
17instantiation26, 27, 296, 42, 28*, 42*  ⊢  
  : , :
18theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_is_in_tensor_prod_space
19instantiation106, 29, 203, 32  ⊢  
  : , : , : , :
20instantiation30, 316, 317, 129, 45  ⊢  
  : , : , :
21instantiation106, 31, 203, 32  ⊢  
  : , : , : , :
22modus ponens33, 34  ⊢  
23instantiation252, 35, 36,  ⊢  
  : , : , :
24axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._psi_t_def
25instantiation260, 37, 42  ⊢  
  : , : , :
26theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_nat_pos_rev
27instantiation148, 310, 277, 38, 278, 82, 324, 149  ⊢  
  : , : , : , : , :
28instantiation210, 39  ⊢  
  : , :
29instantiation260, 40, 42  ⊢  
  : , : , :
30theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.redundant_conjunction_general
31instantiation260, 41, 42  ⊢  
  : , : , :
32instantiation210, 43  ⊢  
  : , :
33instantiation44, 316, 317, 45  ⊢  
  : , : , : , :
34generalization46  ⊢  
35instantiation101, 133, 66, 67, 47*, 48*,  ⊢  
  : , : , : , :
36instantiation252, 49, 50  ⊢  
  : , : , :
37instantiation55, 56  ⊢  
  : , : , :
38instantiation289  ⊢  
  : , :
39instantiation51, 319, 52, 53, 54  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
40instantiation55, 56  ⊢  
  : , : , :
41instantiation55, 56  ⊢  
  : , : , :
42instantiation252, 57, 58  ⊢  
  : , : , :
43instantiation59, 60  ⊢  
  : , :
44theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.conjunction_from_quantification
45instantiation177, 61, 62, 222, 63, 64*, 65*  ⊢  
  : , : , :
46instantiation128, 129, 66, 67,  ⊢  
  : , : , : , :
47instantiation68, 69  ⊢  
  :
48instantiation70, 129, 134, 96, 71, 72*,  ⊢  
  : , : , : , :
49instantiation234, 73  ⊢  
  : , : , :
50instantiation260, 74, 75  ⊢  
  : , : , :
51theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.shift_equivalence
52instantiation76, 77, 82  ⊢  
  : , :
53instantiation210, 78  ⊢  
  : , :
54instantiation210, 79  ⊢  
  : , :
55theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_len
56instantiation80, 264, 81, 277, 82, 324  ⊢  
  : , :
57instantiation234, 83  ⊢  
  : , : , :
58instantiation106, 84, 85, 86  ⊢  
  : , : , : , :
59theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_from1_len
60instantiation325, 110, 327  ⊢  
  : , : , :
61instantiation325, 308, 87  ⊢  
  : , : , :
62theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.zero_is_real
63instantiation88, 89  ⊢  
  : , :
64instantiation252, 90, 91  ⊢  
  : , : , :
65instantiation106, 92, 122, 93  ⊢  
  : , : , : , :
66instantiation325, 305, 94  ⊢  
  : , : , :
67instantiation95, 129, 134, 96,  ⊢  
  : , : , : , :
68theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.abs_non_neg_elim
69instantiation97, 98  ⊢  
  :
70theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.norm_of_sum_of_orthogonal_pair
71instantiation260, 99, 100,  ⊢  
  : , : , :
72instantiation101, 133, 185, 135, 102*,  ⊢  
  : , : , : , :
73instantiation234, 103  ⊢  
  : , : , :
74instantiation260, 104, 105  ⊢  
  : , : , :
75instantiation106, 107, 108, 109  ⊢  
  : , : , : , :
76theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_closure_bin
77instantiation325, 110, 111  ⊢  
  : , : , :
78instantiation252, 112, 113  ⊢  
  : , : , :
79instantiation252, 114, 115  ⊢  
  : , : , :
80theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_closure
81instantiation282  ⊢  
  : , : , :
82instantiation283, 116  ⊢  
  :
83instantiation117, 200, 199, 152*  ⊢  
  : , :
84instantiation173, 324, 310, 118, 163, 202, 120, 199  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
85instantiation124, 277, 264, 278, 119, 202, 120, 199  ⊢  
  : , : , : , :
86instantiation121, 199, 202, 122  ⊢  
  : , : , :
87instantiation325, 311, 316  ⊢  
  : , : , :
88theorem  ⊢  
 proveit.numbers.ordering.relax_less
89instantiation123, 327  ⊢  
  :
90instantiation173, 324, 310, 277, 174, 278, 163, 200, 199  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
91instantiation124, 277, 310, 278, 174, 200, 199  ⊢  
  : , : , : , :
92instantiation252, 125, 126  ⊢  
  : , : , :
93instantiation210, 127  ⊢  
  : , :
94instantiation325, 298, 131  ⊢  
  : , : , :
95theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.binary_closure
96instantiation128, 129, 185, 135,  ⊢  
  : , : , : , :
97theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonneg_if_in_real_nonneg
98instantiation325, 130, 131  ⊢  
  : , : , :
99instantiation132, 133, 185, 134, 135,  ⊢  
  : , : , : , : , :
100instantiation252, 136, 137,  ⊢  
  : , : , :
101theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.scaled_norm
102instantiation252, 138, 139,  ⊢  
  : , : , :
103instantiation252, 140, 141  ⊢  
  : , : , :
104instantiation142, 199, 143, 144  ⊢  
  : , : , : , : , :
105instantiation252, 145, 146  ⊢  
  : , : , :
106theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
107instantiation234, 147  ⊢  
  : , : , :
108instantiation234, 147  ⊢  
  : , : , :
109instantiation239, 199  ⊢  
  :
110theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
111instantiation148, 324, 277, 278, 149  ⊢  
  : , : , : , : , :
112instantiation234, 152  ⊢  
  : , : , :
113instantiation252, 150, 151  ⊢  
  : , : , :
114instantiation234, 152  ⊢  
  : , : , :
115instantiation155, 202  ⊢  
  :
116instantiation293, 316, 153  ⊢  
  :
117theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.distribute_neg_through_binary_sum
118instantiation289  ⊢  
  : , :
119instantiation282  ⊢  
  : , : , :
120instantiation302, 199  ⊢  
  :
121theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_32
122instantiation223  ⊢  
  :
123theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_is_pos
124theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_any
125instantiation173, 324, 310, 277, 174, 278, 202, 200, 199  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
126instantiation154, 202, 199, 203  ⊢  
  : , : , :
127instantiation155, 199  ⊢  
  :
128theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
129instantiation156, 259  ⊢  
  :
130theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonneg
131instantiation157, 158, 205, 159  ⊢  
  : , :
132theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.inner_prod_scalar_mult_right
133instantiation160, 259  ⊢  
  :
134theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_in_qubit_space
135theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_in_qubit_space
136instantiation234, 161  ⊢  
  : , : , :
137instantiation162, 185, 163, 164*,  ⊢  
  : , :
138instantiation234, 165,  ⊢  
  : , : , :
139instantiation217, 166  ⊢  
  :
140instantiation252, 167, 168  ⊢  
  : , : , :
141theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
142theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.mult_frac_cancel_denom_left
143instantiation325, 170, 169  ⊢  
  : , : , :
144instantiation325, 170, 183  ⊢  
  : , : , :
145instantiation234, 171  ⊢  
  : , : , :
146instantiation234, 172  ⊢  
  : , : , :
147instantiation219, 199  ⊢  
  :
148theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_pos_from_nonneg
149theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.less_0_1
150instantiation173, 277, 310, 324, 278, 174, 200, 199, 202  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
151instantiation175, 202, 199, 203  ⊢  
  : , : , :
152instantiation176, 202  ⊢  
  :
153instantiation177, 221, 220, 222, 178, 179*, 180*  ⊢  
  : , : , :
154theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_12
155theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_left
156theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
157theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_real_pos_closure
158instantiation325, 245, 181  ⊢  
  : , : , :
159instantiation182, 183  ⊢  
  :
160theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.complex_vec_set_is_inner_prod_space
161theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_and_one_have_zero_inner_prod
162axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_extends_number_mult
163theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.zero_is_complex
164instantiation184, 185,  ⊢  
  :
165instantiation186, 187, 188*,  ⊢  
  :
166instantiation189, 199, 235  ⊢  
  : , : , :
167instantiation234, 190  ⊢  
  : , : , :
168instantiation234, 191  ⊢  
  : , : , :
169instantiation325, 192, 193  ⊢  
  : , : , :
170theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_nonzero_within_complex_nonzero
171instantiation234, 194  ⊢  
  : , : , :
172instantiation252, 195, 196  ⊢  
  : , : , :
173theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
174instantiation289  ⊢  
  : , :
175theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_31
176theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.double_negation
177theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.weak_bound_via_left_term_bound
178instantiation197, 327  ⊢  
  :
179instantiation198, 199, 200  ⊢  
  : , :
180instantiation201, 202, 203  ⊢  
  : , :
181instantiation325, 258, 238  ⊢  
  : , : , :
182theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonzero_if_in_real_nonzero
183instantiation325, 204, 205  ⊢  
  : , : , :
184theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_zero_right
185instantiation295, 206, 207,  ⊢  
  : , :
186theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.complex_unit_length
187instantiation260, 208, 209,  ⊢  
  : , : , :
188instantiation210, 211,  ⊢  
  : , :
189theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
190instantiation252, 212, 214  ⊢  
  : , : , :
191instantiation252, 213, 214  ⊢  
  : , : , :
192theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_nonzero_within_real_nonzero
193instantiation325, 215, 216  ⊢  
  : , : , :
194instantiation217, 240  ⊢  
  :
195instantiation234, 218  ⊢  
  : , : , :
196instantiation219, 240  ⊢  
  :
197theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_lower_bound
198theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.commutation
199instantiation325, 305, 220  ⊢  
  : , : , :
200instantiation325, 305, 221  ⊢  
  : , : , :
201theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_basic
202instantiation325, 305, 222  ⊢  
  : , : , :
203instantiation223  ⊢  
  :
204theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonzero
205instantiation224, 225  ⊢  
  :
206instantiation325, 305, 226  ⊢  
  : , : , :
207instantiation260, 227, 228,  ⊢  
  : , : , :
208instantiation291, 281, 229,  ⊢  
  : , :
209instantiation252, 230, 231,  ⊢  
  : , : , :
210theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
211instantiation234, 232,  ⊢  
  : , : , :
212instantiation234, 233  ⊢  
  : , : , :
213instantiation234, 235  ⊢  
  : , : , :
214instantiation236, 296  ⊢  
  :
215theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nonzero_int_within_rational_nonzero
216instantiation325, 237, 238  ⊢  
  : , : , :
217theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
218instantiation239, 240  ⊢  
  :
219theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.frac_one_denom
220instantiation325, 308, 241  ⊢  
  : , : , :
221instantiation325, 308, 242  ⊢  
  : , : , :
222instantiation243, 244, 327  ⊢  
  : , : , :
223axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
224theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_real_pos_closure
225instantiation325, 245, 246  ⊢  
  : , : , :
226instantiation325, 298, 247  ⊢  
  : , : , :
227instantiation286, 263, 248,  ⊢  
  : , :
228instantiation252, 249, 250,  ⊢  
  : , : , :
229instantiation291, 251, 290,  ⊢  
  : , :
230instantiation276, 324, 310, 277, 270, 278, 263, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
231instantiation276, 277, 310, 278, 269, 270, 296, 274, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
232instantiation252, 253, 254,  ⊢  
  : , : , :
233theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_norm
234axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
235theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_norm
236theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exponentiated_one
237theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_nonzero_int
238theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
239theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_right
240instantiation255, 296  ⊢  
  :
241instantiation325, 311, 320  ⊢  
  : , : , :
242instantiation325, 311, 319  ⊢  
  : , : , :
243theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
244instantiation256, 257  ⊢  
  : , :
245theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_pos_within_real_pos
246instantiation325, 258, 259  ⊢  
  : , : , :
247theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
248instantiation260, 261, 262,  ⊢  
  : , : , :
249instantiation276, 324, 264, 277, 265, 278, 263, 287, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
250instantiation276, 277, 310, 264, 278, 269, 265, 296, 274, 287, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
251instantiation266, 301, 267,  ⊢  
  : , :
252axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
253instantiation268, 277, 310, 278, 269, 270, 296, 274, 287, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
254instantiation271, 324, 272, 277, 273, 278, 287, 296, 274, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
255theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_complex_closure
256theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
257theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
258theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nat_pos_within_rational_pos
259theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
260theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
261instantiation286, 275, 280,  ⊢  
  : , :
262instantiation276, 277, 310, 324, 278, 279, 287, 288, 280,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
263instantiation325, 305, 281  ⊢  
  : , : , :
264theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
265instantiation282  ⊢  
  : , : , :
266theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_real_closure_nat_power
267instantiation283, 284,  ⊢  
  :
268theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.leftward_commutation
269instantiation289  ⊢  
  : , :
270instantiation289  ⊢  
  : , :
271theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.association
272theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat4
273instantiation285  ⊢  
  : , : , : , :
274instantiation325, 305, 292  ⊢  
  : , : , :
275instantiation286, 287, 288,  ⊢  
  : , :
276theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
277axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
278theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
279instantiation289  ⊢  
  : , :
280instantiation325, 305, 290  ⊢  
  : , : , :
281instantiation291, 301, 292  ⊢  
  : , :
282theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
283theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.nat_closure
284instantiation293, 312, 294,  ⊢  
  :
285theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_4_typical_eq
286theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
287theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
288instantiation295, 296, 297,  ⊢  
  : , :
289theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
290theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
291theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_real_closure_bin
292instantiation325, 298, 299  ⊢  
  : , : , :
293theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nonpos_int_is_int_nonpos
294instantiation300, 316, 317, 314,  ⊢  
  : , : , :
295theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
296instantiation325, 305, 301  ⊢  
  : , : , :
297instantiation302, 303,  ⊢  
  :
298theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
299theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
300theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.interval_upper_bound
301instantiation325, 308, 304  ⊢  
  : , : , :
302theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
303instantiation325, 305, 306,  ⊢  
  : , : , :
304instantiation325, 311, 307  ⊢  
  : , : , :
305theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
306instantiation325, 308, 309,  ⊢  
  : , : , :
307instantiation325, 323, 310  ⊢  
  : , : , :
308theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
309instantiation325, 311, 312,  ⊢  
  : , : , :
310theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
311theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
312instantiation325, 313, 314,  ⊢  
  : , : , :
313instantiation315, 316, 317  ⊢  
  : , :
314assumption  ⊢  
315theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
316instantiation318, 319, 320  ⊢  
  : , :
317theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
318theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
319instantiation321, 322  ⊢  
  :
320instantiation325, 323, 324  ⊢  
  : , : , :
321theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
322instantiation325, 326, 327  ⊢  
  : , : , :
323theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
324theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
325theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
326theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_int
327assumption  ⊢  
*equality replacement requirements