Step |
Hyp |
Ref |
Expression |
1 |
|
karatsuba.a |
⊢ 𝐴 ∈ ℕ0 |
2 |
|
karatsuba.b |
⊢ 𝐵 ∈ ℕ0 |
3 |
|
karatsuba.c |
⊢ 𝐶 ∈ ℕ0 |
4 |
|
karatsuba.d |
⊢ 𝐷 ∈ ℕ0 |
5 |
|
karatsuba.s |
⊢ 𝑆 ∈ ℕ0 |
6 |
|
karatsuba.m |
⊢ 𝑀 ∈ ℕ0 |
7 |
|
karatsuba.r |
⊢ ( 𝐴 · 𝐶 ) = 𝑅 |
8 |
|
karatsuba.t |
⊢ ( 𝐵 · 𝐷 ) = 𝑇 |
9 |
|
karatsuba.e |
⊢ ( ( 𝐴 + 𝐵 ) · ( 𝐶 + 𝐷 ) ) = ( ( 𝑅 + 𝑆 ) + 𝑇 ) |
10 |
|
karatsuba.x |
⊢ ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐵 ) = 𝑋 |
11 |
|
karatsuba.y |
⊢ ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐷 ) = 𝑌 |
12 |
|
karatsuba.w |
⊢ ( ( 𝑅 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝑆 ) = 𝑊 |
13 |
|
karatsuba.z |
⊢ ( ( 𝑊 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝑇 ) = 𝑍 |
14 |
1
|
nn0cni |
⊢ 𝐴 ∈ ℂ |
15 |
|
10nn0 |
⊢ ; 1 0 ∈ ℕ0 |
16 |
15
|
nn0cni |
⊢ ; 1 0 ∈ ℂ |
17 |
|
expcl |
⊢ ( ( ; 1 0 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ∈ ℂ ) |
18 |
16 6 17
|
mp2an |
⊢ ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ∈ ℂ |
19 |
14 18
|
mulcli |
⊢ ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ∈ ℂ |
20 |
2
|
nn0cni |
⊢ 𝐵 ∈ ℂ |
21 |
3
|
nn0cni |
⊢ 𝐶 ∈ ℂ |
22 |
21 18
|
mulcli |
⊢ ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ∈ ℂ |
23 |
4
|
nn0cni |
⊢ 𝐷 ∈ ℂ |
24 |
19 20 22 23
|
muladdi |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐵 ) · ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐷 ) ) = ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ) |
25 |
19 22
|
mulcli |
⊢ ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) ∈ ℂ |
26 |
23 20
|
mulcli |
⊢ ( 𝐷 · 𝐵 ) ∈ ℂ |
27 |
19 23
|
mulcli |
⊢ ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) ∈ ℂ |
28 |
22 20
|
mulcli |
⊢ ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ∈ ℂ |
29 |
27 28
|
addcli |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ∈ ℂ |
30 |
25 26 29
|
add32i |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ) = ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) + ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) |
31 |
19 21
|
mulcli |
⊢ ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) ∈ ℂ |
32 |
5
|
nn0cni |
⊢ 𝑆 ∈ ℂ |
33 |
31 32 18
|
adddiri |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) + 𝑆 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + ( 𝑆 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) |
34 |
14 18 21
|
mul32i |
⊢ ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) = ( ( 𝐴 · 𝐶 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) |
35 |
7
|
oveq1i |
⊢ ( ( 𝐴 · 𝐶 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( 𝑅 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) |
36 |
34 35
|
eqtri |
⊢ ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) = ( 𝑅 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) |
37 |
36
|
oveq1i |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) + 𝑆 ) = ( ( 𝑅 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝑆 ) |
38 |
37 12
|
eqtri |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) + 𝑆 ) = 𝑊 |
39 |
38
|
oveq1i |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) + 𝑆 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( 𝑊 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) |
40 |
19 21 18
|
mulassi |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) |
41 |
14 21
|
mulcli |
⊢ ( 𝐴 · 𝐶 ) ∈ ℂ |
42 |
41 26 32
|
add32i |
⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + 𝑆 ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + 𝑆 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) |
43 |
7
|
oveq1i |
⊢ ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + 𝑆 ) = ( 𝑅 + 𝑆 ) |
44 |
20 23 8
|
mulcomli |
⊢ ( 𝐷 · 𝐵 ) = 𝑇 |
45 |
43 44
|
oveq12i |
⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + 𝑆 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) = ( ( 𝑅 + 𝑆 ) + 𝑇 ) |
46 |
42 45
|
eqtri |
⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + 𝑆 ) = ( ( 𝑅 + 𝑆 ) + 𝑇 ) |
47 |
14 20 21 23
|
muladdi |
⊢ ( ( 𝐴 + 𝐵 ) · ( 𝐶 + 𝐷 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) ) |
48 |
46 9 47
|
3eqtr2i |
⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + 𝑆 ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) ) |
49 |
41 26
|
addcli |
⊢ ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) ∈ ℂ |
50 |
14 23
|
mulcli |
⊢ ( 𝐴 · 𝐷 ) ∈ ℂ |
51 |
21 20
|
mulcli |
⊢ ( 𝐶 · 𝐵 ) ∈ ℂ |
52 |
50 51
|
addcli |
⊢ ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) ∈ ℂ |
53 |
49 32 52
|
addcani |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + 𝑆 ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐶 ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) + ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) ) ↔ 𝑆 = ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) ) |
54 |
48 53
|
mpbi |
⊢ 𝑆 = ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) |
55 |
54
|
oveq1i |
⊢ ( 𝑆 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) |
56 |
50 51 18
|
adddiri |
⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) + ( 𝐶 · 𝐵 ) ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + ( ( 𝐶 · 𝐵 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) |
57 |
14 23 18
|
mul32i |
⊢ ( ( 𝐴 · 𝐷 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) |
58 |
21 20 18
|
mul32i |
⊢ ( ( 𝐶 · 𝐵 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) |
59 |
57 58
|
oveq12i |
⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝐷 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + ( ( 𝐶 · 𝐵 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) = ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) |
60 |
55 56 59
|
3eqtri |
⊢ ( 𝑆 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) = ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) |
61 |
40 60
|
oveq12i |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐶 ) · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + ( 𝑆 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) = ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) + ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ) |
62 |
33 39 61
|
3eqtr3ri |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) + ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ) = ( 𝑊 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) |
63 |
62 44
|
oveq12i |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) ) + ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐷 ) + ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) · 𝐵 ) ) ) + ( 𝐷 · 𝐵 ) ) = ( ( 𝑊 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝑇 ) |
64 |
24 30 63
|
3eqtri |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐵 ) · ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐷 ) ) = ( ( 𝑊 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝑇 ) |
65 |
10 11
|
oveq12i |
⊢ ( ( ( 𝐴 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐵 ) · ( ( 𝐶 · ( ; 1 0 ↑ 𝑀 ) ) + 𝐷 ) ) = ( 𝑋 · 𝑌 ) |
66 |
64 65 13
|
3eqtr3i |
⊢ ( 𝑋 · 𝑌 ) = 𝑍 |