HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem cjmul 6732
Description: Complex conjugate distributes over multiplication. Proposition 10-3.4(c) of [Gleason] p. 133.
Hypotheses
Ref Expression
cjcj.1 |- A e. CC
readd.2 |- B e. CC
Assertion
Ref Expression
cjmul |- (*` (A x. B)) = ((*` A) x. (*` B))

Proof of Theorem cjmul
StepHypRef Expression
1 cjcj.1 . . . . . . . . 9 |- A e. CC
21recl 6705 . . . . . . . 8 |- (Re` A) e. RR
32recn 5294 . . . . . . 7 |- (Re` A) e. CC
4 readd.2 . . . . . . . . 9 |- B e. CC
54recl 6705 . . . . . . . 8 |- (Re` B) e. RR
65recn 5294 . . . . . . 7 |- (Re` B) e. CC
73, 6mulcl 5301 . . . . . 6 |- ((Re` A) x. (Re` B)) e. CC
81imcl 6706 . . . . . . . 8 |- (Im` A) e. RR
98recn 5294 . . . . . . 7 |- (Im` A) e. CC
104imcl 6706 . . . . . . . 8 |- (Im` B) e. RR
1110recn 5294 . . . . . . 7 |- (Im` B) e. CC
129, 11mulcl 5301 . . . . . 6 |- ((Im` A) x. (Im` B)) e. CC
137, 12subcl 5346 . . . . 5 |- (((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) e. CC
14 axicn 5250 . . . . . 6 |- i e. CC
153, 11mulcl 5301 . . . . . . 7 |- ((Re` A) x. (Im` B)) e. CC
169, 6mulcl 5301 . . . . . . 7 |- ((Im` A) x. (Re` B)) e. CC
1715, 16addcl 5300 . . . . . 6 |- (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))) e. CC
1814, 17mulcl 5301 . . . . 5 |- (i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))) e. CC
1913, 18negsub 5361 . . . 4 |- ((((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) + -u(i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))))) = ((((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) - (i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))))
209, 11mul2neg 5427 . . . . . . 7 |- (-u(Im` A) x. -u(Im` B)) = ((Im` A) x. (Im` B))
2120eqcomi 1476 . . . . . 6 |- ((Im` A) x. (Im` B)) = (-u(Im` A) x. -u(Im` B))
2221opreq2i 3963 . . . . 5 |- (((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) = (((Re` A) x. (Re` B)) - (-u(Im` A) x. -u(Im` B)))
2314, 17mulneg2 5426 . . . . . 6 |- (i x. -u(((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))) = -u(i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))))
2415, 16negdi 5428 . . . . . . . 8 |- -u(((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))) = (-u((Re` A) x. (Im` B)) + -u((Im` A) x. (Re` B)))
253, 11mulneg2 5426 . . . . . . . . 9 |- ((Re` A) x. -u(Im` B)) = -u((Re` A) x. (Im` B))
269, 6mulneg1 5425 . . . . . . . . 9 |- (-u(Im` A) x. (Re` B)) = -u((Im` A) x. (Re` B))
2725, 26opreq12i 3964 . . . . . . . 8 |- (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B))) = (-u((Re` A) x. (Im` B)) + -u((Im` A) x. (Re` B)))
2824, 27eqtr4 1495 . . . . . . 7 |- -u(((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))) = (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B)))
2928opreq2i 3963 . . . . . 6 |- (i x. -u(((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))) = (i x. (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B))))
3023, 29eqtr3 1494 . . . . 5 |- -u(i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))) = (i x. (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B))))
3122, 30opreq12i 3964 . . . 4 |- ((((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) + -u(i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))))) = ((((Re` A) x. (Re` B)) - (-u(Im` A) x. -u(Im` B))) + (i x. (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B)))))
3219, 31eqtr3 1494 . . 3 |- ((((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) - (i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))))) = ((((Re` A) x. (Re` B)) - (-u(Im` A) x. -u(Im` B))) + (i x. (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B)))))
331, 4remul 6729 . . . 4 |- (Re` (A x. B)) = (((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B)))
341, 4immul 6730 . . . . 5 |- (Im` (A x. B)) = (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))
3534opreq2i 3963 . . . 4 |- (i x. (Im` (A x. B))) = (i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B))))
3633, 35opreq12i 3964 . . 3 |- ((Re` (A x. B)) - (i x. (Im` (A x. B)))) = ((((Re` A) x. (Re` B)) - ((Im` A) x. (Im` B))) - (i x. (((Re` A) x. (Im` B)) + ((Im` A) x. (Re` B)))))
379negcl 5349 . . . 4 |- -u(Im` A) e. CC
3811negcl 5349 . . . 4 |- -u(Im` B) e. CC
393, 37, 6, 38crmul 6679 . . 3 |- (((Re` A) + (i x. -u(Im` A))) x. ((Re` B) + (i x. -u(Im` B)))) = ((((Re` A) x. (Re` B)) - (-u(Im` A) x. -u(Im` B))) + (i x. (((Re` A) x. -u(Im` B)) + (-u(Im` A) x. (Re` B)))))
4032, 36, 393eqtr4 1502 . 2 |- ((Re` (A x. B)) - (i x. (Im` (A x. B)))) = (((Re` A) + (i x. -u(Im` A))) x. ((Re` B) + (i x. -u(Im` B))))
411, 4mulcl 5301 . . 3 |- (A x. B) e. CC
42 cjvalt 6703 . . 3 |- ((A x. B) e. CC -> (*` (A x. B)) = ((Re` (A x. B)) - (i x. (Im` (A x. B)))))
4341, 42ax-mp 7 . 2 |- (*` (A x. B)) = ((Re` (A x. B)) - (i x. (Im` (A x. B))))
4414, 9mulcl 5301 . . . . 5 |- (i x. (Im` A)) e. CC
453, 44negsub 5361 . . . 4 |- ((Re` A) + -u(i x. (Im` A))) = ((Re` A) - (i x. (Im` A)))
4614, 9mulneg2 5426 . . . . 5 |- (i x. -u(Im` A)) = -u(i x. (Im` A))
4746opreq2i 3963 . . . 4 |- ((Re` A) + (i x. -u(Im` A))) = ((Re` A) + -u(i x. (Im` A)))
48 cjvalt 6703 . . . . 5 |- (A e. CC -> (*` A) = ((Re` A) - (i x. (Im` A))))
491, 48ax-mp 7 . . . 4 |- (*` A) = ((Re` A) - (i x. (Im` A)))
5045, 47, 493eqtr4r 1503 . . 3 |- (*` A) = ((Re` A) + (i x. -u(Im` A)))
5114, 11mulcl 5301 . . . . 5 |- (i x. (Im` B)) e. CC
526, 51negsub 5361 . . . 4 |- ((Re` B) + -u(i x. (Im` B))) = ((Re` B) - (i x. (Im` B)))
5314, 11mulneg2 5426 . . . . 5 |- (i x. -u(Im` B)) = -u(i x. (Im` B))
5453opreq2i 3963 . . . 4 |- ((Re` B) + (i x. -u(Im` B))) = ((Re` B) + -u(i x. (