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Theorem divsubdiv

Description: Subtraction of two ratios. (Contributed by Scott Fenton, 22-Apr-2014) (Revised by Mario Carneiro, 2-May-2016)

Ref Expression
Assertion divsubdiv ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) − ( 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) − ( 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 negcl ⊢ ( 𝐵 ∈ ℂ → - 𝐵 ∈ ℂ )
2 divadddiv ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ - 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) + ( - 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( - 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) )
3 1 2 sylanl2 ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) + ( - 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( - 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) )
4 simplr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → 𝐵 ∈ ℂ )
5 simprrl ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → 𝐷 ∈ ℂ )
6 simprrr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → 𝐷 ≠ 0 )
7 divneg ⊢ ( ( 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) → - ( 𝐵 / 𝐷 ) = ( - 𝐵 / 𝐷 ) )
8 4 5 6 7 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → - ( 𝐵 / 𝐷 ) = ( - 𝐵 / 𝐷 ) )
9 8 oveq2d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) + - ( 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( 𝐴 / 𝐶 ) + ( - 𝐵 / 𝐷 ) ) )
10 simpll ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → 𝐴 ∈ ℂ )
11 simprll ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → 𝐶 ∈ ℂ )
12 simprlr ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → 𝐶 ≠ 0 )
13 divcl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) → ( 𝐴 / 𝐶 ) ∈ ℂ )
14 10 11 12 13 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( 𝐴 / 𝐶 ) ∈ ℂ )
15 divcl ⊢ ( ( 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) → ( 𝐵 / 𝐷 ) ∈ ℂ )
16 4 5 6 15 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( 𝐵 / 𝐷 ) ∈ ℂ )
17 14 16 negsubd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) + - ( 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( 𝐴 / 𝐶 ) − ( 𝐵 / 𝐷 ) ) )
18 9 17 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) + ( - 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( 𝐴 / 𝐶 ) − ( 𝐵 / 𝐷 ) ) )
19 3 18 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( - 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) = ( ( 𝐴 / 𝐶 ) − ( 𝐵 / 𝐷 ) ) )
20 4 11 mulneg1d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( - 𝐵 · 𝐶 ) = - ( 𝐵 · 𝐶 ) )
21 20 oveq2d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( - 𝐵 · 𝐶 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + - ( 𝐵 · 𝐶 ) ) )
22 10 5 mulcld ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( 𝐴 · 𝐷 ) ∈ ℂ )
23 4 11 mulcld ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( 𝐵 · 𝐶 ) ∈ ℂ )
24 22 23 negsubd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + - ( 𝐵 · 𝐶 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝐷 ) − ( 𝐵 · 𝐶 ) ) )
25 21 24 eqtrd ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( - 𝐵 · 𝐶 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝐷 ) − ( 𝐵 · 𝐶 ) ) )
26 25 oveq1d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( - 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) − ( 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) )
27 19 26 eqtr3d ⊢ ( ( ( 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ ) ∧ ( ( 𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝐶 ≠ 0 ) ∧ ( 𝐷 ∈ ℂ ∧ 𝐷 ≠ 0 ) ) ) → ( ( 𝐴 / 𝐶 ) − ( 𝐵 / 𝐷 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) − ( 𝐵 · 𝐶 ) ) / ( 𝐶 · 𝐷 ) ) )