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Theorem distrlem1pr 8858
Description: Lemma for distributive law for positive reals. (Contributed by NM, 1-May-1996.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Jun-2013.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
distrlem1pr  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( A  .P.  ( B  +P.  C ) )  C_  (
( A  .P.  B
)  +P.  ( A  .P.  C ) ) )

Proof of Theorem distrlem1pr
Dummy variables  x  y  z  w  v 
f  g  h are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 addclpr 8851 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( B  +P.  C
)  e.  P. )
2 df-mp 8817 . . . . . 6  |-  .P.  =  ( y  e.  P. ,  z  e.  P.  |->  { f  |  E. g  e.  y  E. h  e.  z  f  =  ( g  .Q  h ) } )
3 mulclnq 8780 . . . . . 6  |-  ( ( g  e.  Q.  /\  h  e.  Q. )  ->  ( g  .Q  h
)  e.  Q. )
42, 3genpelv 8833 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  P.  /\  ( B  +P.  C )  e.  P. )  -> 
( w  e.  ( A  .P.  ( B  +P.  C ) )  <->  E. x  e.  A  E. v  e.  ( B  +P.  C ) w  =  ( x  .Q  v ) ) )
51, 4sylan2 461 . . . 4  |-  ( ( A  e.  P.  /\  ( B  e.  P.  /\  C  e.  P. )
)  ->  ( w  e.  ( A  .P.  ( B  +P.  C ) )  <->  E. x  e.  A  E. v  e.  ( B  +P.  C ) w  =  ( x  .Q  v ) ) )
653impb 1149 . . 3  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
w  e.  ( A  .P.  ( B  +P.  C ) )  <->  E. x  e.  A  E. v  e.  ( B  +P.  C
) w  =  ( x  .Q  v ) ) )
7 df-plp 8816 . . . . . . . . . . 11  |-  +P.  =  ( w  e.  P. ,  x  e.  P.  |->  { f  |  E. g  e.  w  E. h  e.  x  f  =  ( g  +Q  h ) } )
8 addclnq 8778 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( g  e.  Q.  /\  h  e.  Q. )  ->  ( g  +Q  h
)  e.  Q. )
97, 8genpelv 8833 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( v  e.  ( B  +P.  C )  <->  E. y  e.  B  E. z  e.  C  v  =  ( y  +Q  z ) ) )
1093adant1 975 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
v  e.  ( B  +P.  C )  <->  E. y  e.  B  E. z  e.  C  v  =  ( y  +Q  z
) ) )
1110adantr 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  (
x  .Q  v ) ) )  ->  (
v  e.  ( B  +P.  C )  <->  E. y  e.  B  E. z  e.  C  v  =  ( y  +Q  z
) ) )
12 simprr 734 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  (
x  .Q  v ) ) )  ->  w  =  ( x  .Q  v ) )
13 simpr 448 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C
)  /\  v  =  ( y  +Q  z
) )  ->  v  =  ( y  +Q  z ) )
14 oveq2 6048 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( v  =  ( y  +Q  z )  ->  (
x  .Q  v )  =  ( x  .Q  ( y  +Q  z
) ) )
1514eqeq2d 2415 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( v  =  ( y  +Q  z )  ->  (
w  =  ( x  .Q  v )  <->  w  =  ( x  .Q  (
y  +Q  z ) ) ) )
1615biimpac 473 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( w  =  ( x  .Q  v )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) )  ->  w  =  ( x  .Q  ( y  +Q  z
) ) )
17 distrnq 8794 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  .Q  ( y  +Q  z ) )  =  ( ( x  .Q  y )  +Q  (
x  .Q  z ) )
1816, 17syl6eq 2452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( w  =  ( x  .Q  v )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) )  ->  w  =  ( (
x  .Q  y )  +Q  ( x  .Q  z ) ) )
1912, 13, 18syl2an 464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  w  =  ( ( x  .Q  y
)  +Q  ( x  .Q  z ) ) )
20 mulclpr 8853 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P. )  ->  ( A  .P.  B
)  e.  P. )
21203adant3 977 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( A  .P.  B )  e. 
P. )
2221ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  ( A  .P.  B )  e.  P. )
23 mulclpr 8853 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( A  .P.  C
)  e.  P. )
24233adant2 976 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( A  .P.  C )  e. 
P. )
2524ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  ( A  .P.  C )  e.  P. )
26 simpll 731 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C
)  /\  v  =  ( y  +Q  z
) )  ->  y  e.  B )
272, 3genpprecl 8834 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P. )  ->  ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B )  ->  (
x  .Q  y )  e.  ( A  .P.  B ) ) )
28273adant3 977 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
( x  e.  A  /\  y  e.  B
)  ->  ( x  .Q  y )  e.  ( A  .P.  B ) ) )
2928impl 604 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  x  e.  A
)  /\  y  e.  B )  ->  (
x  .Q  y )  e.  ( A  .P.  B ) )
3029adantlrr 702 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  y  e.  B )  ->  ( x  .Q  y
)  e.  ( A  .P.  B ) )
3126, 30sylan2 461 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  ( x  .Q  y )  e.  ( A  .P.  B ) )
32 simplr 732 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C
)  /\  v  =  ( y  +Q  z
) )  ->  z  e.  C )
332, 3genpprecl 8834 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( A  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( ( x  e.  A  /\  z  e.  C )  ->  (
x  .Q  z )  e.  ( A  .P.  C ) ) )
34333adant2 976 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
( x  e.  A  /\  z  e.  C
)  ->  ( x  .Q  z )  e.  ( A  .P.  C ) ) )
3534impl 604 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  x  e.  A
)  /\  z  e.  C )  ->  (
x  .Q  z )  e.  ( A  .P.  C ) )
3635adantlrr 702 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  z  e.  C )  ->  ( x  .Q  z
)  e.  ( A  .P.  C ) )
3732, 36sylan2 461 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  ( x  .Q  z )  e.  ( A  .P.  C ) )
387, 8genpprecl 8834 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  .P.  B
)  e.  P.  /\  ( A  .P.  C )  e.  P. )  -> 
( ( ( x  .Q  y )  e.  ( A  .P.  B
)  /\  ( x  .Q  z )  e.  ( A  .P.  C ) )  ->  ( (
x  .Q  y )  +Q  ( x  .Q  z ) )  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) )
3938imp 419 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  .P.  B )  e.  P.  /\  ( A  .P.  C )  e.  P. )  /\  ( ( x  .Q  y )  e.  ( A  .P.  B )  /\  ( x  .Q  z )  e.  ( A  .P.  C ) ) )  ->  (
( x  .Q  y
)  +Q  ( x  .Q  z ) )  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C
) ) )
4022, 25, 31, 37, 39syl22anc 1185 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  ( ( x  .Q  y )  +Q  ( x  .Q  z
) )  e.  ( ( A  .P.  B
)  +P.  ( A  .P.  C ) ) )
4119, 40eqeltrd 2478 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e. 
P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  ( x  .Q  v
) ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  C )  /\  v  =  ( y  +Q  z ) ) )  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B
)  +P.  ( A  .P.  C ) ) )
4241exp32 589 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  (
x  .Q  v ) ) )  ->  (
( y  e.  B  /\  z  e.  C
)  ->  ( v  =  ( y  +Q  z )  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) ) )
4342rexlimdvv 2796 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  (
x  .Q  v ) ) )  ->  ( E. y  e.  B  E. z  e.  C  v  =  ( y  +Q  z )  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) )
4411, 43sylbid 207 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  /\  ( x  e.  A  /\  w  =  (
x  .Q  v ) ) )  ->  (
v  e.  ( B  +P.  C )  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C
) ) ) )
4544exp32 589 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
x  e.  A  -> 
( w  =  ( x  .Q  v )  ->  ( v  e.  ( B  +P.  C
)  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) ) ) )
4645com34 79 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
x  e.  A  -> 
( v  e.  ( B  +P.  C )  ->  ( w  =  ( x  .Q  v
)  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) ) ) )
4746imp3a 421 . . . 4  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
( x  e.  A  /\  v  e.  ( B  +P.  C ) )  ->  ( w  =  ( x  .Q  v
)  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) ) )
4847rexlimdvv 2796 . . 3  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( E. x  e.  A  E. v  e.  ( B  +P.  C ) w  =  ( x  .Q  v )  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) )
496, 48sylbid 207 . 2  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  (
w  e.  ( A  .P.  ( B  +P.  C ) )  ->  w  e.  ( ( A  .P.  B )  +P.  ( A  .P.  C ) ) ) )
5049ssrdv 3314 1  |-  ( ( A  e.  P.  /\  B  e.  P.  /\  C  e.  P. )  ->  ( A  .P.  ( B  +P.  C ) )  C_  (
( A  .P.  B
)  +P.  ( A  .P.  C ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721   E.wrex 2667    C_ wss 3280  (class class class)co 6040    +Q cplq 8686    .Q cmq 8687   P.cnp 8690    +P. cpp 8692    .P. cmp 8693
This theorem is referenced by:  distrpr  8861
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-oadd 6687  df-omul 6688  df-er 6864  df-ni 8705  df-pli 8706  df-mi 8707  df-lti 8708  df-plpq 8741  df-mpq 8742  df-ltpq 8743  df-enq 8744  df-nq 8745  df-erq 8746  df-plq 8747  df-mq 8748  df-1nq 8749  df-rq 8750  df-ltnq 8751  df-np 8814  df-plp 8816  df-mp 8817
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