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Theorem muladd 7453
Description: Product of two sums. (Contributed by NM, 14-Jan-2006.) (Proof shortened by Andrew Salmon, 19-Nov-2011.)
Assertion
Ref Expression
muladd  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  +  B )  x.  ( C  +  D )
)  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( D  x.  B ) )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( C  x.  B
) ) ) )

Proof of Theorem muladd
StepHypRef Expression
1 addcl 7064 . . 3  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( A  +  B
)  e.  CC )
2 adddi 7071 . . . 4  |-  ( ( ( A  +  B
)  e.  CC  /\  C  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  (
( A  +  B
)  x.  ( C  +  D ) )  =  ( ( ( A  +  B )  x.  C )  +  ( ( A  +  B )  x.  D
) ) )
323expb 1116 . . 3  |-  ( ( ( A  +  B
)  e.  CC  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  ->  ( ( A  +  B )  x.  ( C  +  D
) )  =  ( ( ( A  +  B )  x.  C
)  +  ( ( A  +  B )  x.  D ) ) )
41, 3sylan 271 . 2  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  +  B )  x.  ( C  +  D )
)  =  ( ( ( A  +  B
)  x.  C )  +  ( ( A  +  B )  x.  D ) ) )
5 adddir 7076 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC  /\  C  e.  CC )  ->  (
( A  +  B
)  x.  C )  =  ( ( A  x.  C )  +  ( B  x.  C
) ) )
653expa 1115 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  C  e.  CC )  ->  ( ( A  +  B )  x.  C )  =  ( ( A  x.  C
)  +  ( B  x.  C ) ) )
76adantrr 456 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  +  B )  x.  C
)  =  ( ( A  x.  C )  +  ( B  x.  C ) ) )
8 adddir 7076 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  (
( A  +  B
)  x.  D )  =  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D
) ) )
983expa 1115 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  D  e.  CC )  ->  ( ( A  +  B )  x.  D )  =  ( ( A  x.  D
)  +  ( B  x.  D ) ) )
109adantrl 455 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  +  B )  x.  D
)  =  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D ) ) )
117, 10oveq12d 5558 . 2  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  +  B )  x.  C )  +  ( ( A  +  B
)  x.  D ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( B  x.  C ) )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D
) ) ) )
12 mulcl 7066 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  CC  /\  C  e.  CC )  ->  ( A  x.  C
)  e.  CC )
1312ad2ant2r 486 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( A  x.  C
)  e.  CC )
14 mulcl 7066 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  CC  /\  C  e.  CC )  ->  ( B  x.  C
)  e.  CC )
1514ad2ant2lr 487 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( B  x.  C
)  e.  CC )
16 mulcl 7066 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  ( A  x.  D
)  e.  CC )
17 mulcl 7066 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  ( B  x.  D
)  e.  CC )
18 addcl 7064 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  x.  D
)  e.  CC  /\  ( B  x.  D
)  e.  CC )  ->  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D
) )  e.  CC )
1916, 17, 18syl2an 277 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  D  e.  CC )  /\  ( B  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D ) )  e.  CC )
2019anandirs 535 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  D  e.  CC )  ->  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D
) )  e.  CC )
2120adantrl 455 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D ) )  e.  CC )
2213, 15, 21add32d 7242 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  x.  C )  +  ( B  x.  C
) )  +  ( ( A  x.  D
)  +  ( B  x.  D ) ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D ) ) )  +  ( B  x.  C ) ) )
23 mulcom 7068 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  ( B  x.  D
)  =  ( D  x.  B ) )
2423ad2ant2l 485 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( B  x.  D
)  =  ( D  x.  B ) )
2524oveq2d 5556 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  x.  C )  +  ( A  x.  D
) )  +  ( B  x.  D ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( A  x.  D ) )  +  ( D  x.  B ) ) )
2616ad2ant2rl 488 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( A  x.  D
)  e.  CC )
2717ad2ant2l 485 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( B  x.  D
)  e.  CC )
2813, 26, 27addassd 7107 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  x.  C )  +  ( A  x.  D
) )  +  ( B  x.  D ) )  =  ( ( A  x.  C )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D
) ) ) )
29 mulcl 7066 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( D  x.  B
)  e.  CC )
3029ancoms 259 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  CC  /\  D  e.  CC )  ->  ( D  x.  B
)  e.  CC )
3130ad2ant2l 485 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( D  x.  B
)  e.  CC )
3213, 26, 31add32d 7242 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  x.  C )  +  ( A  x.  D
) )  +  ( D  x.  B ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( D  x.  B ) )  +  ( A  x.  D ) ) )
3325, 28, 323eqtr3d 2096 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  x.  C )  +  ( ( A  x.  D
)  +  ( B  x.  D ) ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( D  x.  B ) )  +  ( A  x.  D ) ) )
34 mulcom 7068 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  CC  /\  C  e.  CC )  ->  ( B  x.  C
)  =  ( C  x.  B ) )
3534ad2ant2lr 487 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( B  x.  C
)  =  ( C  x.  B ) )
3633, 35oveq12d 5558 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  x.  C )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( B  x.  D ) ) )  +  ( B  x.  C ) )  =  ( ( ( ( A  x.  C )  +  ( D  x.  B ) )  +  ( A  x.  D ) )  +  ( C  x.  B ) ) )
37 addcl 7064 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  x.  C
)  e.  CC  /\  ( D  x.  B
)  e.  CC )  ->  ( ( A  x.  C )  +  ( D  x.  B
) )  e.  CC )
3812, 30, 37syl2an 277 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  C  e.  CC )  /\  ( B  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  x.  C )  +  ( D  x.  B ) )  e.  CC )
3938an4s 530 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  x.  C )  +  ( D  x.  B ) )  e.  CC )
40 mulcl 7066 . . . . . 6  |-  ( ( C  e.  CC  /\  B  e.  CC )  ->  ( C  x.  B
)  e.  CC )
4140ancoms 259 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  CC  /\  C  e.  CC )  ->  ( C  x.  B
)  e.  CC )
4241ad2ant2lr 487 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( C  x.  B
)  e.  CC )
4339, 26, 42addassd 7107 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( ( A  x.  C )  +  ( D  x.  B ) )  +  ( A  x.  D
) )  +  ( C  x.  B ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( D  x.  B ) )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( C  x.  B
) ) ) )
4422, 36, 433eqtrd 2092 . 2  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( ( A  x.  C )  +  ( B  x.  C
) )  +  ( ( A  x.  D
)  +  ( B  x.  D ) ) )  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( D  x.  B ) )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( C  x.  B
) ) ) )
454, 11, 443eqtrd 2092 1  |-  ( ( ( A  e.  CC  /\  B  e.  CC )  /\  ( C  e.  CC  /\  D  e.  CC ) )  -> 
( ( A  +  B )  x.  ( C  +  D )
)  =  ( ( ( A  x.  C
)  +  ( D  x.  B ) )  +  ( ( A  x.  D )  +  ( C  x.  B
) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 101    = wceq 1259    e. wcel 1409  (class class class)co 5540   CCcc 6945    + caddc 6950    x. cmul 6952
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 103  ax-ia2 104  ax-ia3 105  ax-io 640  ax-5 1352  ax-7 1353  ax-gen 1354  ax-ie1 1398  ax-ie2 1399  ax-8 1411  ax-10 1412  ax-11 1413  ax-i12 1414  ax-bndl 1415  ax-4 1416  ax-17 1435  ax-i9 1439  ax-ial 1443  ax-i5r 1444  ax-ext 2038  ax-addcl 7038  ax-mulcl 7040  ax-addcom 7042  ax-mulcom 7043  ax-addass 7044  ax-distr 7046
This theorem depends on definitions:  df-bi 114  df-3an 898  df-tru 1262  df-nf 1366  df-sb 1662  df-clab 2043  df-cleq 2049  df-clel 2052  df-nfc 2183  df-rex 2329  df-v 2576  df-un 2950  df-sn 3409  df-pr 3410  df-op 3412  df-uni 3609  df-br 3793  df-iota 4895  df-fv 4938  df-ov 5543
This theorem is referenced by:  mulsub  7470  muladdi  7478  muladdd  7485  sqabsadd  9882
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