Users' Mathboxes Mathbox for Jiamin Zhao < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  crosspdotd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem crosspdotd 51147
Description: Value of the scalar triple product, expanded into the standard six-term Sarrus polynomial. (Contributed by Jiamin Zhao, 12-Aug-2026.)
Hypotheses
Ref Expression
crosspdotd.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
crosspdotd.2 (𝜑 → 𝐵 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
crosspdotd.3 (𝜑 → 𝐶 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
Assertion
Ref Expression
crosspdotd (𝜑 → (𝐵(tripp‘𝐴)𝐶) = (((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))) + (((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))) + ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))))

Proof of Theorem crosspdotd
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 crosspdotd.1 . . 3 (𝜑 → 𝐴 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
2 crosspdotd.2 . . 3 (𝜑 → 𝐵 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
3 crosspdotd.3 . . 3 (𝜑 → 𝐶 ∈ (ℝ ↑m (1...3)))
41, 2, 3crosspdot0lem 51145 . 2 (𝜑 → (𝐵(tripp‘𝐴)𝐶) = (ℝfld Σg (𝑘 ∈ (1...3) ↦ ((𝐴‘𝑘) · ((𝐵⊠𝐶)‘𝑘)))))
51, 2, 3crosspdotsumlem 51146 . . 3 (𝜑 → (ℝfld Σg (𝑘 ∈ (1...3) ↦ ((𝐴‘𝑘) · ((𝐵⊠𝐶)‘𝑘)))) = (((𝐴‘1) · ((𝐵⊠𝐶)‘1)) + (((𝐴‘2) · ((𝐵⊠𝐶)‘2)) + ((𝐴‘3) · ((𝐵⊠𝐶)‘3)))))
62, 3crosspv1d 51142 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐵⊠𝐶)‘1) = (((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) − ((𝐵‘3) · (𝐶‘2))))
76oveq2d 7438 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴‘1) · ((𝐵⊠𝐶)‘1)) = ((𝐴‘1) · (((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) − ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))))
82, 3crosspv2d 51143 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵⊠𝐶)‘2) = (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3))))
98oveq2d 7438 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴‘2) · ((𝐵⊠𝐶)‘2)) = ((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))))
102, 3crosspv3d 51144 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵⊠𝐶)‘3) = (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1))))
1110oveq2d 7438 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴‘3) · ((𝐵⊠𝐶)‘3)) = ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))))
129, 11oveq12d 7440 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐴‘2) · ((𝐵⊠𝐶)‘2)) + ((𝐴‘3) · ((𝐵⊠𝐶)‘3))) = (((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) + ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1))))))
137, 12oveq12d 7440 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴‘1) · ((𝐵⊠𝐶)‘1)) + (((𝐴‘2) · ((𝐵⊠𝐶)‘2)) + ((𝐴‘3) · ((𝐵⊠𝐶)‘3)))) = (((𝐴‘1) · (((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) − ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))) + (((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) + ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))))))
141rr3fv1cld 51129 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴‘1) ∈ ℝ)
1514recnd 11342 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴‘1) ∈ ℂ)
162rr3fv2cld 51130 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵‘2) ∈ ℝ)
173rr3fv3cld 51131 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶‘3) ∈ ℝ)
1816, 17remulcld 11344 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) ∈ ℝ)
1918recnd 11342 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) ∈ ℂ)
202rr3fv3cld 51131 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵‘3) ∈ ℝ)
213rr3fv2cld 51130 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶‘2) ∈ ℝ)
2220, 21remulcld 11344 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)) ∈ ℝ)
2322recnd 11342 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)) ∈ ℂ)
2415, 19, 23subdid 11777 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴‘1) · (((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) − ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))) = (((𝐴‘1) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘3))) − ((𝐴‘1) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))))
2516recnd 11342 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵‘2) ∈ ℂ)
2617recnd 11342 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶‘3) ∈ ℂ)
2715, 25, 26mulassd 11337 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) = ((𝐴‘1) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘3))))
2827eqcomd 2766 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴‘1) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘3))) = (((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)))
2920recnd 11342 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵‘3) ∈ ℂ)
3021recnd 11342 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶‘2) ∈ ℂ)
3115, 29, 30mulassd 11337 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2)) = ((𝐴‘1) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘2))))
3231eqcomd 2766 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴‘1) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘2))) = (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2)))
3328, 32oveq12d 7440 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐴‘1) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘3))) − ((𝐴‘1) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))) = ((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))))
3424, 33eqtrd 2795 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴‘1) · (((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) − ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))) = ((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))))
351rr3fv2cld 51130 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴‘2) ∈ ℝ)
3635recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴‘2) ∈ ℂ)
373rr3fv1cld 51129 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐶‘1) ∈ ℝ)
3820, 37remulcld 11344 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) ∈ ℝ)
3938recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) ∈ ℂ)
402rr3fv1cld 51129 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐵‘1) ∈ ℝ)
4140, 17remulcld 11344 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)) ∈ ℝ)
4241recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)) ∈ ℂ)
4336, 39, 42subdid 11777 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) = (((𝐴‘2) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘1))) − ((𝐴‘2) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))))
4437recnd 11342 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐶‘1) ∈ ℂ)
4536, 29, 44mulassd 11337 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) = ((𝐴‘2) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘1))))
4645eqcomd 2766 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴‘2) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘1))) = (((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)))
4740recnd 11342 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐵‘1) ∈ ℂ)
4836, 47, 26mulassd 11337 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3)) = ((𝐴‘2) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘3))))
4948eqcomd 2766 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴‘2) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘3))) = (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3)))
5046, 49oveq12d 7440 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴‘2) · ((𝐵‘3) · (𝐶‘1))) − ((𝐴‘2) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) = ((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))))
5143, 50eqtrd 2795 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) = ((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))))
521rr3fv3cld 51131 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴‘3) ∈ ℝ)
5352recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴‘3) ∈ ℂ)
5440, 21remulcld 11344 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) ∈ ℝ)
5554recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) ∈ ℂ)
5616, 37remulcld 11344 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)) ∈ ℝ)
5756recnd 11342 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)) ∈ ℂ)
5853, 55, 57subdid 11777 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))) = (((𝐴‘3) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘2))) − ((𝐴‘3) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))))
5953, 47, 30mulassd 11337 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) = ((𝐴‘3) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘2))))
6059eqcomd 2766 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴‘3) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘2))) = (((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)))
6153, 25, 44mulassd 11337 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1)) = ((𝐴‘3) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘1))))
6261eqcomd 2766 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴‘3) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘1))) = (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1)))
6360, 62oveq12d 7440 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴‘3) · ((𝐵‘1) · (𝐶‘2))) − ((𝐴‘3) · ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))) = ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))
6458, 63eqtrd 2795 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))) = ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))
6551, 64oveq12d 7440 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) + ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1))))) = (((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))) + ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1)))))
6634, 65oveq12d 7440 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴‘1) · (((𝐵‘2) · (𝐶‘3)) − ((𝐵‘3) · (𝐶‘2)))) + (((𝐴‘2) · (((𝐵‘3) · (𝐶‘1)) − ((𝐵‘1) · (𝐶‘3)))) + ((𝐴‘3) · (((𝐵‘1) · (𝐶‘2)) − ((𝐵‘2) · (𝐶‘1)))))) = (((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))) + (((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))) + ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))))
6713, 66eqtrd 2795 . . 3 (𝜑 → (((𝐴‘1) · ((𝐵⊠𝐶)‘1)) + (((𝐴‘2) · ((𝐵⊠𝐶)‘2)) + ((𝐴‘3) · ((𝐵⊠𝐶)‘3)))) = (((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))) + (((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))) + ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))))
685, 67eqtrd 2795 . 2 (𝜑 → (ℝfld Σg (𝑘 ∈ (1...3) ↦ ((𝐴‘𝑘) · ((𝐵⊠𝐶)‘𝑘)))) = (((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))) + (((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))) + ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))))
694, 68eqtrd 2795 1 (𝜑 → (𝐵(tripp‘𝐴)𝐶) = (((((𝐴‘1) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘3)) − (((𝐴‘1) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘2))) + (((((𝐴‘2) · (𝐵‘3)) · (𝐶‘1)) − (((𝐴‘2) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘3))) + ((((𝐴‘3) · (𝐵‘1)) · (𝐶‘2)) − (((𝐴‘3) · (𝐵‘2)) · (𝐶‘1))))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422   ↑m cmap 8852  ℝcr 11204  1c1 11206   + caddc 11208   · cmul 11210   − cmin 11546  2c2 12402  3c3 12403  ...cfz 13644   Σg cgsu 17618  ℝfldcrefld 21917  ⊠ccrossp 51132  trippctripp 51134
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-inf2 9647  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282  ax-pre-sup 11283  ax-addf 11284
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-supp 8182  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-2o 8482  df-er 8722  df-map 8854  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-sup 9439  df-oi 9509  df-card 10025  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-div 11979  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-rp 13126  df-fz 13645  df-fzo 13794  df-seq 14150  df-exp 14210  df-hash 14480  df-cj 15273  df-re 15274  df-im 15275  df-sqrt 15409  df-abs 15410  df-clim 15662  df-sum 15861  df-struct 17332  df-sets 17349  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-ress 17416  df-plusg 17448  df-mulr 17449  df-starv 17450  df-tset 17454  df-ple 17455  df-ds 17457  df-unif 17458  df-0g 17619  df-gsum 17620  df-mgm 18823  df-sgrp 18915  df-mnd 18931  df-grp 19154  df-minusg 19155  df-cntz 19538  df-cmn 20003  df-abl 20004  df-mgp 20368  df-ur 20415  df-ring 20468  df-cring 20469  df-cnfld 21686  df-refld 21918  df-crossp 51133  df-tripp 51135
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator