Theorem muladd 8701

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		addcl 8294	. . 3 |- ( ( A e. CC /\ B e. CC ) -> ( A + B ) e. CC )
2		adddi 8301	. . . 4 |- ( ( ( A + B ) e. CC /\ C e. CC /\ D e. CC ) -> ( ( A + B ) x. ( C + D ) ) = ( ( ( A + B ) x. C ) + ( ( A + B ) x. D ) ) )
3	2	3expb 1235	. . 3 |- ( ( ( A + B ) e. CC /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( ( A + B ) x. ( C + D ) ) = ( ( ( A + B ) x. C ) + ( ( A + B ) x. D ) ) )
4	1, 3	sylan 283	. 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 8307	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ B e. CC /\ C e. CC ) -> ( ( A + B ) x. C ) = ( ( A x. C ) + ( B x. C ) ) )
6	5	3expa 1234	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ C e. CC ) -> ( ( A + B ) x. C ) = ( ( A x. C ) + ( B x. C ) ) )
7	6	adantrr 483	. . 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 8307	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ B e. CC /\ D e. CC ) -> ( ( A + B ) x. D ) = ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) )
9	8	3expa 1234	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ D e. CC ) -> ( ( A + B ) x. D ) = ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) )
10	9	adantrl 482	. . 3 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( ( A + B ) x. D ) = ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) )
11	7, 10	oveq12d 6093	. 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 8296	. . . . 5 |- ( ( A e. CC /\ C e. CC ) -> ( A x. C ) e. CC )
13	12	ad2ant2r 513	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( A x. C ) e. CC )
14		mulcl 8296	. . . . 5 |- ( ( B e. CC /\ C e. CC ) -> ( B x. C ) e. CC )
15	14	ad2ant2lr 514	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( B x. C ) e. CC )
16		mulcl 8296	. . . . . . 7 |- ( ( A e. CC /\ D e. CC ) -> ( A x. D ) e. CC )
17		mulcl 8296	. . . . . . 7 |- ( ( B e. CC /\ D e. CC ) -> ( B x. D ) e. CC )
18		addcl 8294	. . . . . . 7 |- ( ( ( A x. D ) e. CC /\ ( B x. D ) e. CC ) -> ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) e. CC )
19	16, 17, 18	syl2an 289	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ D e. CC ) /\ ( B e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) e. CC )
20	19	anandirs 601	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ D e. CC ) -> ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) e. CC )
21	20	adantrl 482	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( ( A x. D ) + ( B x. D ) ) e. CC )
22	13, 15, 21	add32d 8484	. . 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 8298	. . . . . . 7 |- ( ( B e. CC /\ D e. CC ) -> ( B x. D ) = ( D x. B ) )
24	23	ad2ant2l 512	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( B x. D ) = ( D x. B ) )
25	24	oveq2d 6091	. . . . 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 ) ) )
26	16	ad2ant2rl 515	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( A x. D ) e. CC )
27	17	ad2ant2l 512	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( B x. D ) e. CC )
28	13, 26, 27	addassd 8338	. . . . 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 8296	. . . . . . . 8 |- ( ( D e. CC /\ B e. CC ) -> ( D x. B ) e. CC )
30	29	ancoms 268	. . . . . . 7 |- ( ( B e. CC /\ D e. CC ) -> ( D x. B ) e. CC )
31	30	ad2ant2l 512	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( D x. B ) e. CC )
32	13, 26, 31	add32d 8484	. . . . 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 ) ) )
33	25, 28, 32	3eqtr3d 2279	. . . 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 8298	. . . . 5 |- ( ( B e. CC /\ C e. CC ) -> ( B x. C ) = ( C x. B ) )
35	34	ad2ant2lr 514	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( B x. C ) = ( C x. B ) )
36	33, 35	oveq12d 6093	. . 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 8294	. . . . . 6 |- ( ( ( A x. C ) e. CC /\ ( D x. B ) e. CC ) -> ( ( A x. C ) + ( D x. B ) ) e. CC )
38	12, 30, 37	syl2an 289	. . . . 5 |- ( ( ( A e. CC /\ C e. CC ) /\ ( B e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( ( A x. C ) + ( D x. B ) ) e. CC )
39	38	an4s 596	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( ( A x. C ) + ( D x. B ) ) e. CC )
40		mulcl 8296	. . . . . 6 |- ( ( C e. CC /\ B e. CC ) -> ( C x. B ) e. CC )
41	40	ancoms 268	. . . . 5 |- ( ( B e. CC /\ C e. CC ) -> ( C x. B ) e. CC )
42	41	ad2ant2lr 514	. . . 4 |- ( ( ( A e. CC /\ B e. CC ) /\ ( C e. CC /\ D e. CC ) ) -> ( C x. B ) e. CC )
43	39, 26, 42	addassd 8338	. . 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 ) ) ) )
44	22, 36, 43	3eqtrd 2275	. 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 ) ) ) )
45	4, 11, 44	3eqtrd 2275	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 ) ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   = wceq 1402   e. wcel 2209  (class class class)co 6075   CCcc 8167   + caddc 8172   x. cmul 8174

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-ext 2220  ax-addcl 8265  ax-mulcl 8267  ax-addcom 8269  ax-mulcom 8270  ax-addass 8271  ax-distr 8273

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-rex 2534  df-v 2823  df-un 3224  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-br 4126  df-iota 5332  df-fv 5380  df-ov 6078

This theorem is referenced by:  mulsub  8718  muladdi  8726  muladdd  8733  sqabsadd  11799  demoivreALT  12519