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

Theorem divdivdivt 4265
Description: Division of two ratios. Theorem I.15 of [Apostol] p. 18.
Assertion
Ref Expression
divdivdivt ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → ((A / B) / (C / D)) = ((A · D) / (B · C)))

Proof of Theorem divdivdivt
StepHypRef Expression
1 axmulcom 4071 . . . . . . 7 (((D / C) ∈ ℂ ∧ (A / B) ∈ ℂ) → ((D / C) · (A / B)) = ((A / B) · (D / C)))
2 divclt 4223 . . . . . . . . . . 11 (((D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) ∧ C ≠ 0) → (D / C) ∈ ℂ)
3 ancom 333 . . . . . . . . . . 11 ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ↔ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ))
42, 3sylanb 344 . . . . . . . . . 10 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ C ≠ 0) → (D / C) ∈ ℂ)
54adantrr 312 . . . . . . . . 9 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (D / C) ∈ ℂ)
65adantrl 311 . . . . . . . 8 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (D / C) ∈ ℂ)
76adantll 309 . . . . . . 7 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (D / C) ∈ ℂ)
8 divclt 4223 . . . . . . . . 9 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ B ≠ 0) → (A / B) ∈ ℂ)
98adantrr 312 . . . . . . . 8 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (A / B) ∈ ℂ)
109adantlr 310 . . . . . . 7 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (A / B) ∈ ℂ)
111, 7, 10sylanc 361 . . . . . 6 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((D / C) · (A / B)) = ((A / B) · (D / C)))
12 divmuldivt 4263 . . . . . . 7 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ C ≠ 0)) → ((A / B) · (D / C)) = ((A · D) / (B · C)))
133biimp 133 . . . . . . . 8 ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) → (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ))
1413anim2i 270 . . . . . . 7 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → ((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ)))
15 pm3.26 256 . . . . . . . 8 ((C ≠ 0 ∧ D ≠ 0) → C ≠ 0)
1615anim2i 270 . . . . . . 7 ((B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (B ≠ 0 ∧ C ≠ 0))
1712, 14, 16syl2an 349 . . . . . 6 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((A / B) · (D / C)) = ((A · D) / (B · C)))
1811, 17eqtrd 1128 . . . . 5 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((D / C) · (A / B)) = ((A · D) / (B · C)))
1918opreq2d 3013 . . . 4 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((C / D) · ((D / C) · (A / B))) = ((C / D) · ((A · D) / (B · C))))
2013ancli 244 . . . . . . . . . 10 ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) → ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ)))
21 ancom 333 . . . . . . . . . . . 12 ((C ≠ 0 ∧ D ≠ 0) ↔ (D ≠ 0 ∧ C ≠ 0))
2221biimp 133 . . . . . . . . . . 11 ((C ≠ 0 ∧ D ≠ 0) → (D ≠ 0 ∧ C ≠ 0))
2322adantl 305 . . . . . . . . . 10 ((B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (D ≠ 0 ∧ C ≠ 0))
2420, 23anim12i 268 . . . . . . . . 9 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ)) ∧ (D ≠ 0 ∧ C ≠ 0)))
2524adantll 309 . . . . . . . 8 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ)) ∧ (D ≠ 0 ∧ C ≠ 0)))
26 divmuldivt 4263 . . . . . . . 8 ((((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ)) ∧ (D ≠ 0 ∧ C ≠ 0)) → ((C / D) · (D / C)) = ((C · D) / (D · C)))
2725, 26syl 12 . . . . . . 7 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((C / D) · (D / C)) = ((C · D) / (D · C)))
28 axmulcom 4071 . . . . . . . . 9 ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) → (C · D) = (D · C))
2928ad2antlr 321 . . . . . . . 8 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (C · D) = (D · C))
3029opreq1d 3012 . . . . . . 7 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((C · D) / (D · C)) = ((D · C) / (D · C)))
31 dividt 4256 . . . . . . . 8 (((D · C) ∈ ℂ ∧ (D · C) ≠ 0) → ((D · C) / (D · C)) = 1)
32 axmulcl 4068 . . . . . . . . . 10 ((D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → (D · C) ∈ ℂ)
3332ancoms 334 . . . . . . . . 9 ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) → (D · C) ∈ ℂ)
3433ad2antlr 321 . . . . . . . 8 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (D · C) ∈ ℂ)
35 muln0bt 4213 . . . . . . . . . . . . 13 ((D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → ((D ≠ 0 ∧ C ≠ 0) ↔ (D · C) ≠ 0))
3635, 21syl5bb 410 . . . . . . . . . . . 12 ((D ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → ((C ≠ 0 ∧ D ≠ 0) ↔ (D · C) ≠ 0))
3736ancoms 334 . . . . . . . . . . 11 ((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) → ((C ≠ 0 ∧ D ≠ 0) ↔ (D · C) ≠ 0))
3837biimpa 324 . . . . . . . . . 10 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (D · C) ≠ 0)
3938adantrl 311 . . . . . . . . 9 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (D · C) ≠ 0)
4039adantll 309 . . . . . . . 8 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (D · C) ≠ 0)
4131, 34, 40sylanc 361 . . . . . . 7 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((D · C) / (D · C)) = 1)
4227, 30, 413eqtrd 1132 . . . . . 6 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((C / D) · (D / C)) = 1)
4342opreq1d 3012 . . . . 5 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (((C / D) · (D / C)) · (A / B)) = (1 · (A / B)))
44 axmulass 4073 . . . . . 6 (((C / D) ∈ ℂ ∧ (D / C) ∈ ℂ ∧ (A / B) ∈ ℂ) → (((C / D) · (D / C)) · (A / B)) = ((C / D) · ((D / C) · (A / B))))
45 divclt 4223 . . . . . . . . 9 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ D ≠ 0) → (C / D) ∈ ℂ)
4645adantrl 311 . . . . . . . 8 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (C / D) ∈ ℂ)
4746adantrl 311 . . . . . . 7 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (C / D) ∈ ℂ)
4847adantll 309 . . . . . 6 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (C / D) ∈ ℂ)
4944, 48, 7, 10syl3anc 629 . . . . 5 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (((C / D) · (D / C)) · (A / B)) = ((C / D) · ((D / C) · (A / B))))
50 mulid2t 4175 . . . . . 6 ((A / B) ∈ ℂ → (1 · (A / B)) = (A / B))
5110, 50syl 12 . . . . 5 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (1 · (A / B)) = (A / B))
5243, 49, 513eqtr3d 1133 . . . 4 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((C / D) · ((D / C) · (A / B))) = (A / B))
5319, 52eqtr3d 1130 . . 3 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((C / D) · ((A · D) / (B · C))) = (A / B))
54 divmult 4220 . . . 4 ((((A / B) ∈ ℂ ∧ (C / D) ∈ ℂ ∧ ((A · D) / (B · C)) ∈ ℂ) ∧ (C / D) ≠ 0) → (((A / B) / (C / D)) = ((A · D) / (B · C)) ↔ ((C / D) · ((A · D) / (B · C))) = (A / B)))
55 divclt 4223 . . . . . 6 ((((A · D) ∈ ℂ ∧ (B · C) ∈ ℂ) ∧ (B · C) ≠ 0) → ((A · D) / (B · C)) ∈ ℂ)
56 axmulcl 4068 . . . . . . . . . 10 ((A ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) → (A · D) ∈ ℂ)
5756adantrl 311 . . . . . . . . 9 ((A ∈ ℂ ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → (A · D) ∈ ℂ)
5857adantlr 310 . . . . . . . 8 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → (A · D) ∈ ℂ)
59 axmulcl 4068 . . . . . . . . . 10 ((B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → (B · C) ∈ ℂ)
6059adantrr 312 . . . . . . . . 9 ((B ∈ ℂ ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → (B · C) ∈ ℂ)
6160adantll 309 . . . . . . . 8 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → (B · C) ∈ ℂ)
6258, 61jca 236 . . . . . . 7 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → ((A · D) ∈ ℂ ∧ (B · C) ∈ ℂ))
6362adantr 306 . . . . . 6 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((A · D) ∈ ℂ ∧ (B · C) ∈ ℂ))
64 muln0bt 4213 . . . . . . . . . . 11 ((B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → ((B ≠ 0 ∧ C ≠ 0) ↔ (B · C) ≠ 0))
6564biimpd 135 . . . . . . . . . 10 ((B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → ((B ≠ 0 ∧ C ≠ 0) → (B · C) ≠ 0))
6665, 15sylan2i 357 . . . . . . . . 9 ((B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ) → ((B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (B · C) ≠ 0))
6766adantrr 312 . . . . . . . 8 ((B ∈ ℂ ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → ((B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (B · C) ≠ 0))
6867adantll 309 . . . . . . 7 (((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) → ((B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (B · C) ≠ 0))
6968imp 277 . . . . . 6 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (B · C) ≠ 0)
7055, 63, 69sylanc 361 . . . . 5 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((A · D) / (B · C)) ∈ ℂ)
7110, 48, 703jca 604 . . . 4 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((A / B) ∈ ℂ ∧ (C / D) ∈ ℂ ∧ ((A · D) / (B · C)) ∈ ℂ))
72 divneq0bt 4230 . . . . . . . . 9 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ D ≠ 0) → (C ≠ 0 ↔ (C / D) ≠ 0))
7372biimpa 324 . . . . . . . 8 ((((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ D ≠ 0) ∧ C ≠ 0) → (C / D) ≠ 0)
7473an1rs 373 . . . . . . 7 ((((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ C ≠ 0) ∧ D ≠ 0) → (C / D) ≠ 0)
7574anasss 337 . . . . . 6 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → (C / D) ≠ 0)
7675adantrl 311 . . . . 5 (((C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (C / D) ≠ 0)
7776adantll 309 . . . 4 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (C / D) ≠ 0)
7854, 71, 77sylanc 361 . . 3 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → (((A / B) / (C / D)) = ((A · D) / (B · C)) ↔ ((C / D) · ((A · D) / (B · C))) = (A / B)))
7953, 78mpbird 171 . 2 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0))) → ((A / B) / (C / D)) = ((A · D) / (B · C)))
80 3anass 585 . 2 ((B ≠ 0 ∧ C ≠ 0 ∧ D ≠ 0) ↔ (B ≠ 0 ∧ (C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)))
8179, 80sylan2b 347 1 ((((A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ) ∧ (C ∈ ℂ ∧ D ∈ ℂ)) ∧ (B ≠ 0 ∧ C ≠ 0 ∧ D ≠ 0)) → ((A / B) / (C / D)) = ((A · D) / (B · C)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   → wi 2   ↔ wb 127   ∧ wa 196   ∧ w3a 581   = wceq 1091   ∈ wcel 1092   ≠ wne 1190  (class class class)co 3001  ℂcc 4026  0cc0 4028  1c1 4029   · cmulc 4032   / cdiv 4091
This theorem is referenced by:  divdivdiv 4269  recdivt 4270  qrecclt 4646
This theorem was proved from axioms:  ax-1 3  ax-2 4  ax-3 5  ax-mp 6  ax-4 673  ax-5 674  ax-6 675  ax-7 676  ax-gen 677  ax-8 798  ax-9 799  ax-10 800  ax-11 801  ax-12 802  ax-13 804  ax-14 805  ax-16 922  ax-17 925  ax-ext 1074  ax-rep 1075  ax-un 1076  ax-pow 1077  ax-reg 1078  ax-inf 1079
This theorem depends on definitions:  df-bi 128  df-or 197  df-an 198  df-3or 582  df-3an 583  df-ex 679  df-sb 853  df-eu 1009  df-mo 1010  df-clab 1093  df-cleq 1097  df-clel 1099  df-ne 1192  df-ral 1205  df-rex 1206  df-reu 1207  df-rab 1208  df-v 1349  df-sbc 1441  df-dif 1489  df-un 1490  df-in 1491  df-ss 1492  df-pss 1494  df-nul 1708  df-if 1777  df-pw 1799  df-sn 1811  df-pr 1812  df-tp 1814  df-op 1815  df-uni 1920  df-int 1966  df-iun 1996  df-tr 2042  df-br 2063  df-opab 2098  df-eprel 2122  df-id 2125  df-po 2128  df-so 2138  df-fr 2169  df-we 2186  df-ord 2202  df-on 2203  df-lim 2204  df-suc 2205  df-om 2373  df-xp 2424  df-rel 2425  df-cnv 2426  df-c 2427  df-dm 2428  df-rn 2429  df-res 2430  df-ima 2431  df-fun 2432  df-fn 2433  df-f 2434  df-f1 2435  df-fv 2438  df-rdg 2970  df-opr 3003  df-oprab 3004  df-1o 3104  df-oadd 3106  df-omul 3107  df-er 3200  df-ec 3202  df-qs 3205  df-ni 3794  df-pli 3795  df-mi 3796  df-lti 3797  df-plpq 3829  df-mpq 3830  df-enq 3831  df-nq 3832  df-plq 3833  df-mq 3834  df-rq 3835  df-ltq 3836  df-1q 3837  df-np 3880  df-1p 3881  df-plp 3882  df-mp 3883  df-ltp 3884  df-plpr 3958  df-mpr 3959  df-enr 3960  df-nr 3961  df-plr 3962  df-mr 3963  df-ltr 3964  df-0r 3965  df-1r 3966  df-m1r 3967  df-c 4034  df-0 4035  df-1 4036  df-r 4038  df-plus 4039  df-mul 4040  df-sub 4133  df-neg 4135  df-div 4216
metamath.org