Theorem mulsub 10876

Description: Product of two differences. (Contributed by NM, 14-Jan-2006.)

Assertion

Ref	Expression
mulsub	⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 − 𝐵) · (𝐶 − 𝐷)) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) − ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵))))

Proof of Theorem mulsub

Step	Hyp	Ref	Expression
1		negsub 10727	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐴 + -𝐵) = (𝐴 − 𝐵))
2		negsub 10727	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → (𝐶 + -𝐷) = (𝐶 − 𝐷))
3	1, 2	oveqan12d 6989	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 + -𝐵) · (𝐶 + -𝐷)) = ((𝐴 − 𝐵) · (𝐶 − 𝐷)))
4		negcl 10678	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℂ → -𝐵 ∈ ℂ)
5		negcl 10678	. . . . 5 ⊢ (𝐷 ∈ ℂ → -𝐷 ∈ ℂ)
6		muladd 10865	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ -𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ -𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 + -𝐵) · (𝐶 + -𝐷)) = (((𝐴 · 𝐶) + (-𝐷 · -𝐵)) + ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵))))
7	5, 6	sylanr2 670	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ -𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 + -𝐵) · (𝐶 + -𝐷)) = (((𝐴 · 𝐶) + (-𝐷 · -𝐵)) + ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵))))
8	4, 7	sylanl2 668	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 + -𝐵) · (𝐶 + -𝐷)) = (((𝐴 · 𝐶) + (-𝐷 · -𝐵)) + ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵))))
9		mul2neg 10872	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (-𝐷 · -𝐵) = (𝐷 · 𝐵))
10	9	ancoms 451	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → (-𝐷 · -𝐵) = (𝐷 · 𝐵))
11	10	oveq2d 6986	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝐶) + (-𝐷 · -𝐵)) = ((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)))
12	11	ad2ant2l 733	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · 𝐶) + (-𝐷 · -𝐵)) = ((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)))
13		mulneg2 10870	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → (𝐴 · -𝐷) = -(𝐴 · 𝐷))
14		mulneg2 10870	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐶 · -𝐵) = -(𝐶 · 𝐵))
15	13, 14	oveqan12d 6989	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵)) = (-(𝐴 · 𝐷) + -(𝐶 · 𝐵)))
16		mulcl 10411	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝐷) ∈ ℂ)
17		mulcl 10411	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐶 · 𝐵) ∈ ℂ)
18		negdi 10736	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 · 𝐷) ∈ ℂ ∧ (𝐶 · 𝐵) ∈ ℂ) → -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)) = (-(𝐴 · 𝐷) + -(𝐶 · 𝐵)))
19	16, 17, 18	syl2an 586	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ)) → -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)) = (-(𝐴 · 𝐷) + -(𝐶 · 𝐵)))
20	15, 19	eqtr4d 2811	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵)) = -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)))
21	20	ancom2s 637	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵)) = -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)))
22	21	an42s 648	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵)) = -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)))
23	12, 22	oveq12d 6988	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → (((𝐴 · 𝐶) + (-𝐷 · -𝐵)) + ((𝐴 · -𝐷) + (𝐶 · -𝐵))) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) + -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵))))
24		mulcl 10411	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ)
25		mulcl 10411	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐷 · 𝐵) ∈ ℂ)
26	25	ancoms 451	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) → (𝐷 · 𝐵) ∈ ℂ)
27		addcl 10409	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 · 𝐶) ∈ ℂ ∧ (𝐷 · 𝐵) ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) ∈ ℂ)
28	24, 26, 27	syl2an 586	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) ∈ ℂ)
29	28	an4s 647	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) ∈ ℂ)
30	17	ancoms 451	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ) → (𝐶 · 𝐵) ∈ ℂ)
31		addcl 10409	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 · 𝐷) ∈ ℂ ∧ (𝐶 · 𝐵) ∈ ℂ) → ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)) ∈ ℂ)
32	16, 30, 31	syl2an 586	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)) ∈ ℂ)
33	32	an42s 648	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵)) ∈ ℂ)
34	29, 33	negsubd 10796	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → (((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) + -((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵))) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) − ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵))))
35	8, 23, 34	3eqtrd 2812	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 + -𝐵) · (𝐶 + -𝐷)) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) − ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵))))
36	3, 35	eqtr3d 2810	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) ∧ (𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ)) → ((𝐴 − 𝐵) · (𝐶 − 𝐷)) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐷 · 𝐵)) − ((𝐴 · 𝐷) + (𝐶 · 𝐵))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 387   = wceq 1507   ∈ wcel 2048  (class class class)co 6970  ℂcc 10325   + caddc 10330   · cmul 10332   − cmin 10662  -cneg 10663

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1964  ax-8 2050  ax-9 2057  ax-10 2077  ax-11 2091  ax-12 2104  ax-13 2299  ax-ext 2745  ax-sep 5054  ax-nul 5061  ax-pow 5113  ax-pr 5180  ax-un 7273  ax-resscn 10384  ax-1cn 10385  ax-icn 10386  ax-addcl 10387  ax-addrcl 10388  ax-mulcl 10389  ax-mulrcl 10390  ax-mulcom 10391  ax-addass 10392  ax-mulass 10393  ax-distr 10394  ax-i2m1 10395  ax-1ne0 10396  ax-1rid 10397  ax-rnegex 10398  ax-rrecex 10399  ax-cnre 10400  ax-pre-lttri 10401  ax-pre-lttrn 10402  ax-pre-ltadd 10403

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3or 1069  df-3an 1070  df-tru 1510  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2014  df-mo 2544  df-eu 2580  df-clab 2754  df-cleq 2765  df-clel 2840  df-nfc 2912  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3087  df-rex 3088  df-reu 3089  df-rab 3091  df-v 3411  df-sbc 3678  df-csb 3783  df-dif 3828  df-un 3830  df-in 3832  df-ss 3839  df-nul 4174  df-if 4345  df-pw 4418  df-sn 4436  df-pr 4438  df-op 4442  df-uni 4707  df-br 4924  df-opab 4986  df-mpt 5003  df-id 5305  df-po 5319  df-so 5320  df-xp 5406  df-rel 5407  df-cnv 5408  df-co 5409  df-dm 5410  df-rn 5411  df-res 5412  df-ima 5413  df-iota 6146  df-fun 6184  df-fn 6185  df-f 6186  df-f1 6187  df-fo 6188  df-f1o 6189  df-fv 6190  df-riota 6931  df-ov 6973  df-oprab 6974  df-mpo 6975  df-er 8081  df-en 8299  df-dom 8300  df-sdom 8301  df-pnf 10468  df-mnf 10469  df-ltxr 10471  df-sub 10664  df-neg 10665

This theorem is referenced by:  mulsubd  10892  muleqadd  11077  addltmul  11676  sqabssub  14494  mod2xnegi  16253  addltmulALT  29994