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Theorem rdivmuldivd

Description: Multiplication of two ratios. Theorem I.14 of Apostol p. 18. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Oct-2017)

Ref Expression
Hypotheses dvrdir.b B = Base R
dvrdir.u U = Unit R
dvrdir.p + ˙ = + R
dvrdir.t × ˙ = / r R
rdivmuldivd.p · ˙ = R
rdivmuldivd.r φ R CRing
rdivmuldivd.a φ X B
rdivmuldivd.b φ Y U
rdivmuldivd.c φ Z B
rdivmuldivd.d φ W U
Assertion rdivmuldivd φ X × ˙ Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvrdir.b B = Base R
2 dvrdir.u U = Unit R
3 dvrdir.p + ˙ = + R
4 dvrdir.t × ˙ = / r R
5 rdivmuldivd.p · ˙ = R
6 rdivmuldivd.r φ R CRing
7 rdivmuldivd.a φ X B
8 rdivmuldivd.b φ Y U
9 rdivmuldivd.c φ Z B
10 rdivmuldivd.d φ W U
11 eqid inv r R = inv r R
12 1 5 2 11 4 dvrval X B Y U X × ˙ Y = X · ˙ inv r R Y
13 12 oveq1d X B Y U X × ˙ Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W
14 7 8 13 syl2anc φ X × ˙ Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W
15 crngring R CRing R Ring
16 6 15 syl φ R Ring
17 1 2 unitss U B
18 2 11 unitinvcl R Ring Y U inv r R Y U
19 16 8 18 syl2anc φ inv r R Y U
20 17 19 sseldi φ inv r R Y B
21 1 2 4 dvrcl R Ring Z B W U Z × ˙ W B
22 16 9 10 21 syl3anc φ Z × ˙ W B
23 1 5 ringass R Ring X B inv r R Y B Z × ˙ W B X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W
24 16 7 20 22 23 syl13anc φ X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W
25 1 5 crngcom R CRing inv r R Y B Z × ˙ W B inv r R Y · ˙ Z × ˙ W = Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
26 6 20 22 25 syl3anc φ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W = Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
27 26 oveq2d φ X · ˙ inv r R Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
28 14 24 27 3eqtrd φ X × ˙ Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
29 eqid mulGrp R 𝑠 U = mulGrp R 𝑠 U
30 2 29 unitgrp R Ring mulGrp R 𝑠 U Grp
31 16 30 syl φ mulGrp R 𝑠 U Grp
32 2 29 unitgrpbas U = Base mulGrp R 𝑠 U
33 eqid + mulGrp R 𝑠 U = + mulGrp R 𝑠 U
34 2 29 11 invrfval inv r R = inv g mulGrp R 𝑠 U
35 32 33 34 grpinvadd mulGrp R 𝑠 U Grp Y U W U inv r R Y + mulGrp R 𝑠 U W = inv r R W + mulGrp R 𝑠 U inv r R Y
36 31 8 10 35 syl3anc φ inv r R Y + mulGrp R 𝑠 U W = inv r R W + mulGrp R 𝑠 U inv r R Y
37 eqid mulGrp R 𝑠 U = mulGrp R 𝑠 U
38 2 fvexi U V
39 eqid R 𝑠 U = R 𝑠 U
40 39 5 ressmulr U V · ˙ = R 𝑠 U
41 38 40 ax-mp · ˙ = R 𝑠 U
42 37 41 mgpplusg · ˙ = + mulGrp R 𝑠 U
43 eqid mulGrp R = mulGrp R
44 39 43 mgpress R Ring U V mulGrp R 𝑠 U = mulGrp R 𝑠 U
45 16 38 44 sylancl φ mulGrp R 𝑠 U = mulGrp R 𝑠 U
46 45 fveq2d φ + mulGrp R 𝑠 U = + mulGrp R 𝑠 U
47 42 46 eqtr4id φ · ˙ = + mulGrp R 𝑠 U
48 47 oveqd φ Y · ˙ W = Y + mulGrp R 𝑠 U W
49 48 fveq2d φ inv r R Y · ˙ W = inv r R Y + mulGrp R 𝑠 U W
50 47 oveqd φ inv r R W · ˙ inv r R Y = inv r R W + mulGrp R 𝑠 U inv r R Y
51 36 49 50 3eqtr4d φ inv r R Y · ˙ W = inv r R W · ˙ inv r R Y
52 51 oveq2d φ X · ˙ Z · ˙ inv r R Y · ˙ W = X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y
53 1 5 ringcl R Ring X B Z B X · ˙ Z B
54 16 7 9 53 syl3anc φ X · ˙ Z B
55 2 5 unitmulcl R Ring Y U W U Y · ˙ W U
56 16 8 10 55 syl3anc φ Y · ˙ W U
57 1 5 2 11 4 dvrval X · ˙ Z B Y · ˙ W U X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ W = X · ˙ Z · ˙ inv r R Y · ˙ W
58 54 56 57 syl2anc φ X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ W = X · ˙ Z · ˙ inv r R Y · ˙ W
59 2 11 unitinvcl R Ring W U inv r R W U
60 16 10 59 syl2anc φ inv r R W U
61 17 60 sseldi φ inv r R W B
62 1 5 ringass R Ring X B Z B inv r R W B X · ˙ Z · ˙ inv r R W = X · ˙ Z · ˙ inv r R W
63 16 7 9 61 62 syl13anc φ X · ˙ Z · ˙ inv r R W = X · ˙ Z · ˙ inv r R W
64 1 5 2 11 4 dvrval Z B W U Z × ˙ W = Z · ˙ inv r R W
65 9 10 64 syl2anc φ Z × ˙ W = Z · ˙ inv r R W
66 65 oveq2d φ X · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ Z · ˙ inv r R W
67 63 66 eqtr4d φ X · ˙ Z · ˙ inv r R W = X · ˙ Z × ˙ W
68 67 oveq1d φ X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
69 1 5 ringass R Ring X · ˙ Z B inv r R W B inv r R Y B X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y
70 16 54 61 20 69 syl13anc φ X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y
71 1 5 ringass R Ring X B Z × ˙ W B inv r R Y B X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
72 16 7 22 20 71 syl13anc φ X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y
73 68 70 72 3eqtr3rd φ X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z · ˙ inv r R W · ˙ inv r R Y
74 52 58 73 3eqtr4rd φ X · ˙ Z × ˙ W · ˙ inv r R Y = X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ W
75 28 74 eqtrd φ X × ˙ Y · ˙ Z × ˙ W = X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ W