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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, 4, 5, 6, 7, 8*  ⊢  
  : , : , : , :
1theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.norm_preserving_tensor_prod
2reference291  ⊢  
3instantiation102, 9, 134, 12  ⊢  
  : , : , : , :
4instantiation10, 280, 281, 114, 24  ⊢  
  : , : , :
5instantiation102, 11, 134, 12  ⊢  
  : , : , : , :
6modus ponens13, 14  ⊢  
7modus ponens15, 16  ⊢  
8instantiation180, 17  ⊢  
  : , :
9instantiation224, 18, 20  ⊢  
  : , : , :
10theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.redundant_conjunction_general
11instantiation224, 19, 20  ⊢  
  : , : , :
12instantiation180, 21  ⊢  
  : , :
13instantiation23, 280, 281, 24  ⊢  
  : , : , : , :
14generalization22  ⊢  
15instantiation23, 280, 281, 24  ⊢  
  : , : , : , :
16generalization25  ⊢  
17instantiation26, 291  ⊢  
  :
18instantiation27, 28  ⊢  
  : , : , :
19instantiation27, 28  ⊢  
  : , : , :
20instantiation218, 29, 30  ⊢  
  : , : , :
21instantiation31, 32  ⊢  
  : , :
22instantiation93, 94, 55, 56,  ⊢  
  : , : , : , :
23theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.conjunction_from_quantification
24instantiation106, 33, 34, 152, 35, 36*, 37*  ⊢  
  : , : , :
25instantiation218, 38, 39,  ⊢  
  : , : , :
26axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._psi_t_def
27theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_len
28instantiation40, 228, 41, 241, 42, 288  ⊢  
  : , :
29instantiation204, 43  ⊢  
  : , : , :
30instantiation102, 44, 45, 46  ⊢  
  : , : , : , :
31theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_from1_len
32instantiation289, 47, 291  ⊢  
  : , : , :
33instantiation289, 272, 48  ⊢  
  : , : , :
34theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.zero_is_real
35instantiation49, 50  ⊢  
  : , :
36instantiation218, 51, 52  ⊢  
  : , : , :
37instantiation102, 53, 68, 54  ⊢  
  : , : , : , :
38instantiation97, 114, 55, 56, 57*, 58*,  ⊢  
  : , : , : , :
39instantiation218, 59, 60  ⊢  
  : , : , :
40theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_closure
41instantiation246  ⊢  
  : , : , :
42instantiation247, 61  ⊢  
  :
43instantiation62, 131, 163, 63*  ⊢  
  : , :
44instantiation87, 288, 274, 64, 141, 133, 66, 163  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
45instantiation70, 241, 228, 242, 65, 133, 66, 163  ⊢  
  : , : , : , :
46instantiation67, 163, 133, 68  ⊢  
  : , : , :
47theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
48instantiation289, 275, 280  ⊢  
  : , : , :
49theorem  ⊢  
 proveit.numbers.ordering.relax_less
50instantiation69, 291  ⊢  
  :
51instantiation87, 288, 274, 241, 88, 242, 141, 131, 163  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
52instantiation70, 241, 274, 242, 88, 131, 163  ⊢  
  : , : , : , :
53instantiation218, 71, 72  ⊢  
  : , : , :
54instantiation180, 73  ⊢  
  : , :
55instantiation289, 269, 74  ⊢  
  : , : , :
56instantiation75, 94, 115, 79,  ⊢  
  : , : , : , :
57instantiation76, 77  ⊢  
  :
58instantiation78, 94, 115, 79, 80, 81*,  ⊢  
  : , : , : , :
59instantiation204, 82  ⊢  
  : , : , :
60instantiation224, 83, 84  ⊢  
  : , : , :
61instantiation257, 280, 85  ⊢  
  :
62theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.distribute_neg_through_binary_sum
63instantiation86, 133  ⊢  
  :
64instantiation253  ⊢  
  : , :
65instantiation246  ⊢  
  : , : , :
66instantiation266, 163  ⊢  
  :
67theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_32
68instantiation153  ⊢  
  :
69theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_is_pos
70theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_any
71instantiation87, 288, 274, 241, 88, 242, 133, 131, 163  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
72instantiation89, 133, 163, 134  ⊢  
  : , : , :
73instantiation90, 163  ⊢  
  :
74instantiation289, 262, 111  ⊢  
  : , : , :
75theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.binary_closure
76theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.abs_non_neg_elim
77instantiation91, 92  ⊢  
  :
78theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.norm_of_sum_of_orthogonal_pair
79instantiation93, 94, 158, 116,  ⊢  
  : , : , : , :
80instantiation224, 95, 96,  ⊢  
  : , : , :
81instantiation97, 114, 158, 116, 98*,  ⊢  
  : , : , : , :
82instantiation204, 99  ⊢  
  : , : , :
83instantiation224, 100, 101  ⊢  
  : , : , :
84instantiation102, 103, 104, 105  ⊢  
  : , : , : , :
85instantiation106, 151, 182, 152, 107, 108*, 109*  ⊢  
  : , : , :
86theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.double_negation
87theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
88instantiation253  ⊢  
  : , :
89theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_12
90theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_left
91theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonneg_if_in_real_nonneg
92instantiation289, 110, 111  ⊢  
  : , : , :
93theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
94instantiation112, 223  ⊢  
  :
95instantiation113, 114, 158, 115, 116,  ⊢  
  : , : , : , : , :
96instantiation218, 117, 118,  ⊢  
  : , : , :
97theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.scaled_norm
98instantiation218, 119, 120,  ⊢  
  : , : , :
99instantiation218, 121, 122  ⊢  
  : , : , :
100instantiation123, 163, 124, 125  ⊢  
  : , : , : , : , :
101instantiation218, 126, 127  ⊢  
  : , : , :
102theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
103instantiation204, 128  ⊢  
  : , : , :
104instantiation204, 128  ⊢  
  : , : , :
105instantiation209, 163  ⊢  
  :
106theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.weak_bound_via_left_term_bound
107instantiation129, 291  ⊢  
  :
108instantiation130, 163, 131  ⊢  
  : , :
109instantiation132, 133, 134  ⊢  
  : , :
110theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonneg
111instantiation135, 136, 175, 137  ⊢  
  : , :
112theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
113theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.inner_prod_scalar_mult_right
114instantiation138, 223  ⊢  
  :
115theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_in_qubit_space
116theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_in_qubit_space
117instantiation204, 139  ⊢  
  : , : , :
118instantiation140, 158, 141, 142*,  ⊢  
  : , :
119instantiation204, 143,  ⊢  
  : , : , :
120instantiation188, 144  ⊢  
  :
121instantiation218, 145, 146  ⊢  
  : , : , :
122theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
123theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.mult_frac_cancel_denom_left
124instantiation289, 148, 147  ⊢  
  : , : , :
125instantiation289, 148, 156  ⊢  
  : , : , :
126instantiation204, 149  ⊢  
  : , : , :
127instantiation204, 150  ⊢  
  : , : , :
128instantiation190, 163  ⊢  
  :
129theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_lower_bound
130theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.commutation
131instantiation289, 269, 151  ⊢  
  : , : , :
132theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_basic
133instantiation289, 269, 152  ⊢  
  : , : , :
134instantiation153  ⊢  
  :
135theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_real_pos_closure
136instantiation289, 211, 154  ⊢  
  : , : , :
137instantiation155, 156  ⊢  
  :
138theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.complex_vec_set_is_inner_prod_space
139theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_and_one_have_zero_inner_prod
140axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_extends_number_mult
141theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.zero_is_complex
142instantiation157, 158,  ⊢  
  :
143instantiation159, 160, 161*,  ⊢  
  :
144instantiation162, 163, 205  ⊢  
  : , : , :
145instantiation204, 164  ⊢  
  : , : , :
146instantiation204, 165  ⊢  
  : , : , :
147instantiation289, 166, 167  ⊢  
  : , : , :
148theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_nonzero_within_complex_nonzero
149instantiation204, 168  ⊢  
  : , : , :
150instantiation218, 169, 170  ⊢  
  : , : , :
151instantiation289, 272, 171  ⊢  
  : , : , :
152instantiation172, 173, 291  ⊢  
  : , : , :
153axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
154instantiation289, 222, 208  ⊢  
  : , : , :
155theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonzero_if_in_real_nonzero
156instantiation289, 174, 175  ⊢  
  : , : , :
157theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_zero_right
158instantiation259, 176, 177,  ⊢  
  : , :
159theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.complex_unit_length
160instantiation224, 178, 179,  ⊢  
  : , : , :
161instantiation180, 181,  ⊢  
  : , :
162theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
163instantiation289, 269, 182  ⊢  
  : , : , :
164instantiation218, 183, 185  ⊢  
  : , : , :
165instantiation218, 184, 185  ⊢  
  : , : , :
166theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_nonzero_within_real_nonzero
167instantiation289, 186, 187  ⊢  
  : , : , :
168instantiation188, 210  ⊢  
  :
169instantiation204, 189  ⊢  
  : , : , :
170instantiation190, 210  ⊢  
  :
171instantiation289, 275, 283  ⊢  
  : , : , :
172theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
173instantiation191, 192  ⊢  
  : , :
174theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonzero
175instantiation193, 194  ⊢  
  :
176instantiation289, 269, 195  ⊢  
  : , : , :
177instantiation224, 196, 197,  ⊢  
  : , : , :
178instantiation255, 245, 198,  ⊢  
  : , :
179instantiation218, 199, 200,  ⊢  
  : , : , :
180theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
181instantiation204, 201,  ⊢  
  : , : , :
182instantiation289, 272, 202  ⊢  
  : , : , :
183instantiation204, 203  ⊢  
  : , : , :
184instantiation204, 205  ⊢  
  : , : , :
185instantiation206, 260  ⊢  
  :
186theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nonzero_int_within_rational_nonzero
187instantiation289, 207, 208  ⊢  
  : , : , :
188theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
189instantiation209, 210  ⊢  
  :
190theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.frac_one_denom
191theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
192theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
193theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_real_pos_closure
194instantiation289, 211, 212  ⊢  
  : , : , :
195instantiation289, 262, 213  ⊢  
  : , : , :
196instantiation250, 227, 214,  ⊢  
  : , :
197instantiation218, 215, 216,  ⊢  
  : , : , :
198instantiation255, 217, 254,  ⊢  
  : , :
199instantiation240, 288, 274, 241, 234, 242, 227, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
200instantiation240, 241, 274, 242, 233, 234, 260, 238, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
201instantiation218, 219, 220,  ⊢  
  : , : , :
202instantiation289, 275, 284  ⊢  
  : , : , :
203theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_norm
204axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
205theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_norm
206theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exponentiated_one
207theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_nonzero_int
208theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
209theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_right
210instantiation221, 260  ⊢  
  :
211theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_pos_within_real_pos
212instantiation289, 222, 223  ⊢  
  : , : , :
213theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
214instantiation224, 225, 226,  ⊢  
  : , : , :
215instantiation240, 288, 228, 241, 229, 242, 227, 251, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
216instantiation240, 241, 274, 228, 242, 233, 229, 260, 238, 251, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
217instantiation230, 265, 231,  ⊢  
  : , :
218axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
219instantiation232, 241, 274, 242, 233, 234, 260, 238, 251, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
220instantiation235, 288, 236, 241, 237, 242, 251, 260, 238, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
221theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_complex_closure
222theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nat_pos_within_rational_pos
223theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
224theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
225instantiation250, 239, 244,  ⊢  
  : , :
226instantiation240, 241, 274, 288, 242, 243, 251, 252, 244,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
227instantiation289, 269, 245  ⊢  
  : , : , :
228theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
229instantiation246  ⊢  
  : , : , :
230theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_real_closure_nat_power
231instantiation247, 248,  ⊢  
  :
232theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.leftward_commutation
233instantiation253  ⊢  
  : , :
234instantiation253  ⊢  
  : , :
235theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.association
236theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat4
237instantiation249  ⊢  
  : , : , : , :
238instantiation289, 269, 256  ⊢  
  : , : , :
239instantiation250, 251, 252,  ⊢  
  : , :
240theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
241axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
242theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
243instantiation253  ⊢  
  : , :
244instantiation289, 269, 254  ⊢  
  : , : , :
245instantiation255, 265, 256  ⊢  
  : , :
246theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
247theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.nat_closure
248instantiation257, 276, 258,  ⊢  
  :
249theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_4_typical_eq
250theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
251theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
252instantiation259, 260, 261,  ⊢  
  : , :
253theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
254theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
255theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_real_closure_bin
256instantiation289, 262, 263  ⊢  
  : , : , :
257theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nonpos_int_is_int_nonpos
258instantiation264, 280, 281, 278,  ⊢  
  : , : , :
259theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
260instantiation289, 269, 265  ⊢  
  : , : , :
261instantiation266, 267,  ⊢  
  :
262theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
263theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
264theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.interval_upper_bound
265instantiation289, 272, 268  ⊢  
  : , : , :
266theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
267instantiation289, 269, 270,  ⊢  
  : , : , :
268instantiation289, 275, 271  ⊢  
  : , : , :
269theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
270instantiation289, 272, 273,  ⊢  
  : , : , :
271instantiation289, 287, 274  ⊢  
  : , : , :
272theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
273instantiation289, 275, 276,  ⊢  
  : , : , :
274theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
275theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
276instantiation289, 277, 278,  ⊢  
  : , : , :
277instantiation279, 280, 281  ⊢  
  : , :
278assumption  ⊢  
279theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
280instantiation282, 283, 284  ⊢  
  : , :
281theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
282theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
283instantiation285, 286  ⊢  
  :
284instantiation289, 287, 288  ⊢  
  : , : , :
285theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
286instantiation289, 290, 291  ⊢  
  : , : , :
287theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
288theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
289theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
290theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_int
291assumption  ⊢  
*equality replacement requirements