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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
0modus ponens1, 2  ⊢  
1instantiation3, 230, 231, 4  ⊢  
  : , : , : , :
2generalization5  ⊢  
3theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.conjunction_from_quantification
4instantiation6, 7, 8, 67, 9, 10*, 11*  ⊢  
  : , : , :
5instantiation168, 12, 13,  ⊢  
  : , : , :
6theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.weak_bound_via_left_term_bound
7instantiation239, 222, 14  ⊢  
  : , : , :
8theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.zero_is_real
9instantiation15, 16  ⊢  
  : , :
10instantiation168, 17, 18  ⊢  
  : , : , :
11instantiation62, 19, 20, 21  ⊢  
  : , : , : , :
12instantiation57, 73, 22, 23, 24*, 25*,  ⊢  
  : , : , : , :
13instantiation168, 26, 27  ⊢  
  : , : , :
14instantiation239, 225, 230  ⊢  
  : , : , :
15theorem  ⊢  
 proveit.numbers.ordering.relax_less
16instantiation28, 241  ⊢  
  :
17instantiation44, 238, 224, 191, 45, 192, 97, 46, 118  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
18instantiation29, 191, 224, 192, 45, 46, 118  ⊢  
  : , : , : , :
19instantiation168, 30, 31  ⊢  
  : , : , :
20instantiation68  ⊢  
  :
21instantiation132, 32  ⊢  
  : , :
22instantiation239, 219, 33  ⊢  
  : , : , :
23instantiation34, 54, 74, 38,  ⊢  
  : , : , : , :
24instantiation35, 36  ⊢  
  :
25instantiation37, 54, 74, 38, 39, 40*,  ⊢  
  : , : , : , :
26instantiation154, 41  ⊢  
  : , : , :
27instantiation174, 42, 43  ⊢  
  : , : , :
28theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_is_pos
29theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_any
30instantiation44, 238, 224, 191, 45, 192, 48, 46, 118  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
31instantiation47, 48, 118, 49  ⊢  
  : , : , :
32instantiation50, 118  ⊢  
  :
33instantiation239, 212, 70  ⊢  
  : , : , :
34theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.binary_closure
35theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.abs_non_neg_elim
36instantiation51, 52  ⊢  
  :
37theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.addition.norm_of_sum_of_orthogonal_pair
38instantiation53, 54, 113, 75,  ⊢  
  : , : , : , :
39instantiation174, 55, 56,  ⊢  
  : , : , :
40instantiation57, 73, 113, 75, 58*,  ⊢  
  : , : , : , :
41instantiation154, 59  ⊢  
  : , : , :
42instantiation174, 60, 61  ⊢  
  : , : , :
43instantiation62, 63, 64, 65  ⊢  
  : , : , : , :
44theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
45instantiation203  ⊢  
  : , :
46instantiation239, 219, 66  ⊢  
  : , : , :
47theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_12
48instantiation239, 219, 67  ⊢  
  : , : , :
49instantiation68  ⊢  
  :
50theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.elim_zero_left
51theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonneg_if_in_real_nonneg
52instantiation239, 69, 70  ⊢  
  : , : , :
53theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_closure
54instantiation71, 173  ⊢  
  :
55instantiation72, 73, 113, 74, 75,  ⊢  
  : , : , : , : , :
56instantiation168, 76, 77,  ⊢  
  : , : , :
57theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.scaled_norm
58instantiation168, 78, 79,  ⊢  
  : , : , :
59instantiation168, 80, 81  ⊢  
  : , : , :
60instantiation82, 118, 83, 84  ⊢  
  : , : , : , : , :
61instantiation168, 85, 86  ⊢  
  : , : , :
62theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
63instantiation154, 87  ⊢  
  : , : , :
64instantiation154, 87  ⊢  
  : , : , :
65instantiation159, 118  ⊢  
  :
66instantiation239, 222, 88  ⊢  
  : , : , :
67instantiation89, 90, 241  ⊢  
  : , : , :
68axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
69theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonneg
70instantiation91, 92, 127, 93  ⊢  
  : , :
71theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.complex_vec_set_is_vec_space
72theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.inner_prod_scalar_mult_right
73instantiation94, 173  ⊢  
  :
74theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_in_qubit_space
75theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_in_qubit_space
76instantiation154, 95  ⊢  
  : , : , :
77instantiation96, 113, 97, 98*,  ⊢  
  : , :
78instantiation154, 99,  ⊢  
  : , : , :
79instantiation140, 100  ⊢  
  :
80instantiation168, 101, 102  ⊢  
  : , : , :
81theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
82theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.mult_frac_cancel_denom_left
83instantiation239, 104, 103  ⊢  
  : , : , :
84instantiation239, 104, 111  ⊢  
  : , : , :
85instantiation154, 105  ⊢  
  : , : , :
86instantiation154, 106  ⊢  
  : , : , :
87instantiation142, 118  ⊢  
  :
88instantiation239, 225, 233  ⊢  
  : , : , :
89theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
90instantiation107, 108  ⊢  
  : , :
91theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.div_real_pos_closure
92instantiation239, 161, 109  ⊢  
  : , : , :
93instantiation110, 111  ⊢  
  :
94theorem  ⊢  
 proveit.linear_algebra.inner_products.complex_vec_set_is_inner_prod_space
95theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_and_one_have_zero_inner_prod
96axiom  ⊢  
 proveit.linear_algebra.scalar_multiplication.scalar_mult_extends_number_mult
97theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.zero_is_complex
98instantiation112, 113,  ⊢  
  :
99instantiation114, 115, 116*,  ⊢  
  :
100instantiation117, 118, 155  ⊢  
  : , : , :
101instantiation154, 119  ⊢  
  : , : , :
102instantiation154, 120  ⊢  
  : , : , :
103instantiation239, 121, 122  ⊢  
  : , : , :
104theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_nonzero_within_complex_nonzero
105instantiation154, 123  ⊢  
  : , : , :
106instantiation168, 124, 125  ⊢  
  : , : , :
107theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
108theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
109instantiation239, 172, 158  ⊢  
  : , : , :
110theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nonzero_if_in_real_nonzero
111instantiation239, 126, 127  ⊢  
  : , : , :
112theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_zero_right
113instantiation209, 128, 129,  ⊢  
  : , :
114theorem  ⊢  
 proveit.numbers.absolute_value.complex_unit_length
115instantiation174, 130, 131,  ⊢  
  : , : , :
116instantiation132, 133,  ⊢  
  : , :
117theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
118instantiation239, 219, 134  ⊢  
  : , : , :
119instantiation168, 135, 137  ⊢  
  : , : , :
120instantiation168, 136, 137  ⊢  
  : , : , :
121theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_nonzero_within_real_nonzero
122instantiation239, 138, 139  ⊢  
  : , : , :
123instantiation140, 160  ⊢  
  :
124instantiation154, 141  ⊢  
  : , : , :
125instantiation142, 160  ⊢  
  :
126theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real_nonzero
127instantiation143, 144  ⊢  
  :
128instantiation239, 219, 145  ⊢  
  : , : , :
129instantiation174, 146, 147,  ⊢  
  : , : , :
130instantiation205, 195, 148,  ⊢  
  : , :
131instantiation168, 149, 150,  ⊢  
  : , : , :
132theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
133instantiation154, 151,  ⊢  
  : , : , :
134instantiation239, 222, 152  ⊢  
  : , : , :
135instantiation154, 153  ⊢  
  : , : , :
136instantiation154, 155  ⊢  
  : , : , :
137instantiation156, 210  ⊢  
  :
138theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nonzero_int_within_rational_nonzero
139instantiation239, 157, 158  ⊢  
  : , : , :
140theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
141instantiation159, 160  ⊢  
  :
142theorem  ⊢  
 proveit.numbers.division.frac_one_denom
143theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_real_pos_closure
144instantiation239, 161, 162  ⊢  
  : , : , :
145instantiation239, 212, 163  ⊢  
  : , : , :
146instantiation200, 177, 164,  ⊢  
  : , :
147instantiation168, 165, 166,  ⊢  
  : , : , :
148instantiation205, 167, 204,  ⊢  
  : , :
149instantiation190, 238, 224, 191, 184, 192, 177, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
150instantiation190, 191, 224, 192, 183, 184, 210, 188, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
151instantiation168, 169, 170,  ⊢  
  : , : , :
152instantiation239, 225, 234  ⊢  
  : , : , :
153theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_zero_norm
154axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
155theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.ket_one_norm
156theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exponentiated_one
157theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_nonzero_int
158theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
159theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_right
160instantiation171, 210  ⊢  
  :
161theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_pos_within_real_pos
162instantiation239, 172, 173  ⊢  
  : , : , :
163theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.e_is_real_pos
164instantiation174, 175, 176,  ⊢  
  : , : , :
165instantiation190, 238, 178, 191, 179, 192, 177, 201, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
166instantiation190, 191, 224, 178, 192, 183, 179, 210, 188, 201, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
167instantiation180, 215, 181,  ⊢  
  : , :
168axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
169instantiation182, 191, 224, 192, 183, 184, 210, 188, 201, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
170instantiation185, 238, 186, 191, 187, 192, 201, 210, 188, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
171theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.sqrt_complex_closure
172theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.nat_pos_within_rational_pos
173theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
174theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_right_side_into
175instantiation200, 189, 194,  ⊢  
  : , :
176instantiation190, 191, 224, 238, 192, 193, 201, 202, 194,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
177instantiation239, 219, 195  ⊢  
  : , : , :
178theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
179instantiation196  ⊢  
  : , : , :
180theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_real_closure_nat_power
181instantiation197, 198,  ⊢  
  :
182theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.leftward_commutation
183instantiation203  ⊢  
  : , :
184instantiation203  ⊢  
  : , :
185theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.association
186theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat4
187instantiation199  ⊢  
  : , : , : , :
188instantiation239, 219, 206  ⊢  
  : , : , :
189instantiation200, 201, 202,  ⊢  
  : , :
190theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.disassociation
191axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
192theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
193instantiation203  ⊢  
  : , :
194instantiation239, 219, 204  ⊢  
  : , : , :
195instantiation205, 215, 206  ⊢  
  : , :
196theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
197theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.nat_closure
198instantiation207, 226, 208,  ⊢  
  :
199theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_4_typical_eq
200theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
201theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.i_is_complex
202instantiation209, 210, 211,  ⊢  
  : , :
203theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
204theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._phase_is_real
205theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_real_closure_bin
206instantiation239, 212, 213  ⊢  
  : , : , :
207theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nonpos_int_is_int_nonpos
208instantiation214, 230, 231, 228,  ⊢  
  : , : , :
209theorem  ⊢  
 proveit.numbers.exponentiation.exp_complex_closure
210instantiation239, 219, 215  ⊢  
  : , : , :
211instantiation216, 217,  ⊢  
  :
212theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.real_pos_within_real
213theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.pi_is_real_pos
214theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.interval_upper_bound
215instantiation239, 222, 218  ⊢  
  : , : , :
216theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
217instantiation239, 219, 220,  ⊢  
  : , : , :
218instantiation239, 225, 221  ⊢  
  : , : , :
219theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
220instantiation239, 222, 223,  ⊢  
  : , : , :
221instantiation239, 237, 224  ⊢  
  : , : , :
222theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
223instantiation239, 225, 226,  ⊢  
  : , : , :
224theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
225theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
226instantiation239, 227, 228,  ⊢  
  : , : , :
227instantiation229, 230, 231  ⊢  
  : , :
228assumption  ⊢  
229theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
230instantiation232, 233, 234  ⊢  
  : , :
231theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.zero_is_int
232theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_int_closure_bin
233instantiation235, 236  ⊢  
  :
234instantiation239, 237, 238  ⊢  
  : , : , :
235theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
236instantiation239, 240, 241  ⊢  
  : , : , :
237theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
238theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
239theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
240theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_int
241assumption  ⊢  
*equality replacement requirements