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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
0generalization1  ⊢  
1instantiation2, 3, 4  ⊢  
  : , :
2theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.and_if_both
3instantiation190, 5, 14  ⊢  
  : , : , :
4instantiation6, 328, 20, 7, 22, 23, 8, 9*  ⊢  
  : , : , : , :
5instantiation244, 10, 11  ⊢  
  : , : , :
6theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.norm_preserving_tensor_prod
7instantiation31, 317, 318, 134, 46  ⊢  
  : , : , :
8modus ponens12, 13  ⊢  
9instantiation211, 14  ⊢  
  : , :
10instantiation15, 328, 16, 17, 18*  ⊢  
  : , : , :
11instantiation19, 328, 20, 21, 22, 23  ⊢  
  : , : , : , :
12instantiation45, 317, 318, 46  ⊢  
  : , : , : , :
13generalization24  ⊢  
14instantiation25, 328  ⊢  
  :
15theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_of_cart_exps_within_cart_exp
16instantiation107, 26, 204, 33  ⊢  
  : , : , : , :
17instantiation31, 317, 318, 260, 46  ⊢  
  : , : , :
18instantiation27, 28, 297, 43, 29*, 43*  ⊢  
  : , :
19theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.tensors.tensor_prod_is_in_tensor_prod_space
20instantiation107, 30, 204, 33  ⊢  
  : , : , : , :
21instantiation31, 317, 318, 130, 46  ⊢  
  : , : , :
22instantiation107, 32, 204, 33  ⊢  
  : , : , : , :
23modus ponens34, 35  ⊢  
24instantiation253, 36, 37,  ⊢  
  : , : , :
25axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._psi_t_def
26instantiation261, 38, 43  ⊢  
  : , : , :
27theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_nat_pos_rev
28instantiation149, 311, 278, 39, 279, 83, 325, 150  ⊢  
  : , : , : , : , :
29instantiation211, 40  ⊢  
  : , :
30instantiation261, 41, 43  ⊢  
  : , : , :
31theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.redundant_conjunction_general
32instantiation261, 42, 43  ⊢  
  : , : , :
33instantiation211, 44  ⊢  
  : , :
34instantiation45, 317, 318, 46  ⊢  
  : , : , : , :
35generalization47  ⊢  
36instantiation102, 134, 67, 68, 48*, 49*,  ⊢  
  : , : , : , :
37instantiation253, 50, 51  ⊢  
  : , : , :
38instantiation56, 57  ⊢  
  : , : , :
39instantiation290  ⊢  
  : , :
40instantiation52, 320, 53, 54, 55  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
41instantiation56, 57  ⊢  
  : , : , :
42instantiation56, 57  ⊢  
  : , : , :
43instantiation253, 58, 59  ⊢  
  : , : , :
44instantiation60, 61  ⊢  
  : , :
45theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.conjunction_from_quantification
46instantiation178, 62, 63, 223, 64, 65*, 66*  ⊢  
  : , : , :
47instantiation129, 130, 67, 68,  ⊢  
  : , : , : , :
48instantiation69, 70  ⊢  
  :
49instantiation71, 130, 135, 97, 72, 73*,  ⊢  
  : , : , : , :
50instantiation235, 74  ⊢  
  : , : , :
51instantiation261, 75, 76  ⊢  
  : , : , :
52theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.shift_equivalence
53instantiation77, 78, 83  ⊢  
  : , :
54instantiation211, 79  ⊢  
  : , :
55instantiation211, 80  ⊢  
  : , :
56theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_len
57instantiation81, 265, 82, 278, 83, 325  ⊢  
  : , :
58instantiation235, 84  ⊢  
  : , : , :
59instantiation107, 85, 86, 87  ⊢  
  : , : , : , :
60theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_from1_len
61instantiation326, 111, 328  ⊢  
  : , : , :
62instantiation326, 309, 88  ⊢  
  : , : , :
63theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.zero_is_real
64instantiation89, 90  ⊢  
  : , :
65instantiation253, 91, 92  ⊢  
  : , : , :
66instantiation107, 93, 123, 94  ⊢  
  : , : , : , :
67instantiation326, 306, 95  ⊢  
  : , : , :
68instantiation96, 130, 135, 97,  ⊢  
  : , : , : , :
69theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.abs_non_neg_elim
70instantiation98, 99  ⊢  
  :
71theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.norm_of_sum_of_orthogonal_pair
72instantiation261, 100, 101,  ⊢  
  : , : , :
73instantiation102, 134, 186, 136, 103*,  ⊢  
  : , : , : , :
74instantiation235, 104  ⊢  
  : , : , :
75instantiation261, 105, 106  ⊢  
  : , : , :
76instantiation107, 108, 109, 110  ⊢  
  : , : , : , :
77theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_closure_bin
78instantiation326, 111, 112  ⊢  
  : , : , :
79instantiation253, 113, 114  ⊢  
  : , : , :
80instantiation253, 115, 116  ⊢  
  : , : , :
81theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_closure
82instantiation283  ⊢  
  : , : , :
83instantiation284, 117  ⊢  
  :
84instantiation118, 201, 200, 153*  ⊢  
  : , :
85instantiation174, 325, 311, 119, 164, 203, 121, 200  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
86instantiation125, 278, 265, 279, 120, 203, 121, 200  ⊢  
  : , : , : , :
87instantiation122, 200, 203, 123  ⊢  
  : , : , :
88instantiation326, 312, 317  ⊢  
  : , : , :
89theorem  ⊢  
 proveit.numbers.ordering.relax_less
90instantiation124, 328  ⊢  
  :
91instantiation174, 325, 311, 278, 175, 279, 164, 201, 200  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
92instantiation125, 278, 311, 279, 175, 201, 200  ⊢  
  : , : , : , :
93instantiation253, 126, 127  ⊢  
  : , : , :
94instantiation211, 128  ⊢  
  : , :
95instantiation326, 299, 132  ⊢  
  : , : , :
96theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.binary_closure
97instantiation129, 130, 186, 136,  ⊢  
  : , : , : , :
98theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonneg_if_in_real_nonneg
99instantiation326, 131, 132  ⊢  
  : , : , :
100instantiation133, 134, 186, 135, 136,  ⊢  
  : , : , : , : , :
101instantiation253, 137, 138,  ⊢  
  : , : , :
102theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.scaled_norm
103instantiation253, 139, 140,  ⊢  
  : , : , :
104instantiation253, 141, 142  ⊢  
  : , : , :
105instantiation143, 200, 144, 145  ⊢  
  : , : , : , : , :
106instantiation253, 146, 147  ⊢  
  : , : , :
107theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
108instantiation235, 148  ⊢  
  : , : , :
109instantiation235, 148  ⊢  
  : , : , :
110instantiation240, 200  ⊢  
  :
111theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
112instantiation149, 325, 278, 279, 150  ⊢  
  : , : , : , : , :
113instantiation235, 153  ⊢  
  : , : , :
114instantiation253, 151, 152  ⊢  
  : , : , :
115instantiation235, 153  ⊢  
  : , : , :
116instantiation156, 203  ⊢  
  :
117instantiation294, 317, 154  ⊢  
  :
118theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.distribute_neg_through_binary_sum
119instantiation290  ⊢  
  : , :
120instantiation283  ⊢  
  : , : , :
121instantiation303, 200  ⊢  
  :
122theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_32
123instantiation224  ⊢  
  :
124theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_is_pos
125theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_any
126instantiation174, 325, 311, 278, 175, 279, 203, 201, 200  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
127instantiation155, 203, 200, 204  ⊢  
  : , : , :
128instantiation156, 200  ⊢  
  :
129theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
130instantiation157, 260  ⊢  
  :
131theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonneg
132instantiation158, 159, 206, 160  ⊢  
  : , :
133theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.inner_prod_scalar_mult_right
134instantiation161, 260  ⊢  
  :
135theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_in_qubit_space
136theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_in_qubit_space
137instantiation235, 162  ⊢  
  : , : , :
138instantiation163, 186, 164, 165*,  ⊢  
  : , :
139instantiation235, 166,  ⊢  
  : , : , :
140instantiation218, 167  ⊢  
  :
141instantiation253, 168, 169  ⊢  
  : , : , :
142theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
143theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.mult_frac_cancel_denom_left
144instantiation326, 171, 170  ⊢  
  : , : , :
145instantiation326, 171, 184  ⊢  
  : , : , :
146instantiation235, 172  ⊢  
  : , : , :
147instantiation235, 173  ⊢  
  : , : , :
148instantiation220, 200  ⊢  
  :
149theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_pos_from_nonneg
150theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.less_0_1
151instantiation174, 278, 311, 325, 279, 175, 201, 200, 203  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
152instantiation176, 203, 200, 204  ⊢  
  : , : , :
153instantiation177, 203  ⊢  
  :
154instantiation178, 222, 221, 223, 179, 180*, 181*  ⊢  
  : , : , :
155theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_12
156theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_left
157theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
158theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_real_pos_closure
159instantiation326, 246, 182  ⊢  
  : , : , :
160instantiation183, 184  ⊢  
  :
161theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.complex_vec_set_is_inner_prod_space
162theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_and_one_have_zero_inner_prod
163axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_extends_number_mult
164theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.zero_is_complex
165instantiation185, 186,  ⊢  
  :
166instantiation187, 188, 189*,  ⊢  
  :
167instantiation190, 200, 236  ⊢  
  : , : , :
168instantiation235, 191  ⊢  
  : , : , :
169instantiation235, 192  ⊢  
  : , : , :
170instantiation326, 193, 194  ⊢  
  : , : , :
171theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_nonzero_within_complex_nonzero
172instantiation235, 195  ⊢  
  : , : , :
173instantiation253, 196, 197  ⊢  
  : , : , :
174theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
175instantiation290  ⊢  
  : , :
176theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_31
177theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.double_negation
178theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.weak_bound_via_left_term_bound
179instantiation198, 328  ⊢  
  :
180instantiation199, 200, 201  ⊢  
  : , :
181instantiation202, 203, 204  ⊢  
  : , :
182instantiation326, 259, 239  ⊢  
  : , : , :
183theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonzero_if_in_real_nonzero
184instantiation326, 205, 206  ⊢  
  : , : , :
185theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_zero_right
186instantiation296, 207, 208,  ⊢  
  : , :
187theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.complex_unit_length
188instantiation261, 209, 210,  ⊢  
  : , : , :
189instantiation211, 212,  ⊢  
  : , :
190theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
191instantiation253, 213, 215  ⊢  
  : , : , :
192instantiation253, 214, 215  ⊢  
  : , : , :
193theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_nonzero_within_real_nonzero
194instantiation326, 216, 217  ⊢  
  : , : , :
195instantiation218, 241  ⊢  
  :
196instantiation235, 219  ⊢  
  : , : , :
197instantiation220, 241  ⊢  
  :
198theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_lower_bound
199theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.commutation
200instantiation326, 306, 221  ⊢  
  : , : , :
201instantiation326, 306, 222  ⊢  
  : , : , :
202theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_basic
203instantiation326, 306, 223  ⊢  
  : , : , :
204instantiation224  ⊢  
  :
205theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonzero
206instantiation225, 226  ⊢  
  :
207instantiation326, 306, 227  ⊢  
  : , : , :
208instantiation261, 228, 229,  ⊢  
  : , : , :
209instantiation292, 282, 230,  ⊢  
  : , :
210instantiation253, 231, 232,  ⊢  
  : , : , :
211theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
212instantiation235, 233,  ⊢  
  : , : , :
213instantiation235, 234  ⊢  
  : , : , :
214instantiation235, 236  ⊢  
  : , : , :
215instantiation237, 297  ⊢  
  :
216theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nonzero_int_within_rational_nonzero
217instantiation326, 238, 239  ⊢  
  : , : , :
218theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
219instantiation240, 241  ⊢  
  :
220theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.frac_one_denom
221instantiation326, 309, 242  ⊢  
  : , : , :
222instantiation326, 309, 243  ⊢  
  : , : , :
223instantiation244, 245, 328  ⊢  
  : , : , :
224axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
225theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_real_pos_closure
226instantiation326, 246, 247  ⊢  
  : , : , :
227instantiation326, 299, 248  ⊢  
  : , : , :
228instantiation287, 264, 249,  ⊢  
  : , :
229instantiation253, 250, 251,  ⊢  
  : , : , :
230instantiation292, 252, 291,  ⊢  
  : , :
231instantiation277, 325, 311, 278, 271, 279, 264, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
232instantiation277, 278, 311, 279, 270, 271, 297, 275, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
233instantiation253, 254, 255,  ⊢  
  : , : , :
234theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_norm
235axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
236theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_norm
237theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exponentiated_one
238theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_nonzero_int
239theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
240theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_right
241instantiation256, 297  ⊢  
  :
242instantiation326, 312, 321  ⊢  
  : , : , :
243instantiation326, 312, 320  ⊢  
  : , : , :
244theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
245instantiation257, 258  ⊢  
  : , :
246theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_pos_within_real_pos
247instantiation326, 259, 260  ⊢  
  : , : , :
248theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
249instantiation261, 262, 263,  ⊢  
  : , : , :
250instantiation277, 325, 265, 278, 266, 279, 264, 288, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
251instantiation277, 278, 311, 265, 279, 270, 266, 297, 275, 288, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
252instantiation267, 302, 268,  ⊢  
  : , :
253axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
254instantiation269, 278, 311, 279, 270, 271, 297, 275, 288, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
255instantiation272, 325, 273, 278, 274, 279, 288, 297, 275, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
256theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_complex_closure
257theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
258theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
259theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nat_pos_within_rational_pos
260theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
261theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
262instantiation287, 276, 281,  ⊢  
  : , :
263instantiation277, 278, 311, 325, 279, 280, 288, 289, 281,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
264instantiation326, 306, 282  ⊢  
  : , : , :
265theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
266instantiation283  ⊢  
  : , : , :
267theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_real_closure_nat_power
268instantiation284, 285,  ⊢  
  :
269theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.leftward_commutation
270instantiation290  ⊢  
  : , :
271instantiation290  ⊢  
  : , :
272theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.association
273theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat4
274instantiation286  ⊢  
  : , : , : , :
275instantiation326, 306, 293  ⊢  
  : , : , :
276instantiation287, 288, 289,  ⊢  
  : , :
277theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
278axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
279theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
280instantiation290  ⊢  
  : , :
281instantiation326, 306, 291  ⊢  
  : , : , :
282instantiation292, 302, 293  ⊢  
  : , :
283theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
284theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.nat_closure
285instantiation294, 313, 295,  ⊢  
  :
286theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_4_typical_eq
287theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
288theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
289instantiation296, 297, 298,  ⊢  
  : , :
290theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
291theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
292theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_real_closure_bin
293instantiation326, 299, 300  ⊢  
  : , : , :
294theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nonpos_int_is_int_nonpos
295instantiation301, 317, 318, 315,  ⊢  
  : , : , :
296theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
297instantiation326, 306, 302  ⊢  
  : , : , :
298instantiation303, 304,  ⊢  
  :
299theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
300theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
301theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.interval_upper_bound
302instantiation326, 309, 305  ⊢  
  : , : , :
303theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
304instantiation326, 306, 307,  ⊢  
  : , : , :
305instantiation326, 312, 308  ⊢  
  : , : , :
306theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
307instantiation326, 309, 310,  ⊢  
  : , : , :
308instantiation326, 324, 311  ⊢  
  : , : , :
309theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
310instantiation326, 312, 313,  ⊢  
  : , : , :
311theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
312theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
313instantiation326, 314, 315,  ⊢  
  : , : , :
314instantiation316, 317, 318  ⊢  
  : , :
315assumption  ⊢  
316theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
317instantiation319, 320, 321  ⊢  
  : , :
318theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
319theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
320instantiation322, 323  ⊢  
  :
321instantiation326, 324, 325  ⊢  
  : , : , :
322theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
323instantiation326, 327, 328  ⊢  
  : , : , :
324theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
325theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
326theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
327theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_int
328assumption  ⊢  
*equality replacement requirements