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Theorem mulgnnass 14873
Description: Product of group multiples, for positive multiples. TODO: This can be generalized to a semigroup if/when we introduce them. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
mulgass.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
mulgass.t  |-  .x.  =  (.g
`  G )
Assertion
Ref Expression
mulgnnass  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( M  e.  NN  /\  N  e.  NN  /\  X  e.  B )
)  ->  ( ( M  x.  N )  .x.  X )  =  ( M  .x.  ( N 
.x.  X ) ) )

Proof of Theorem mulgnnass
Dummy variables  m  n are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 6047 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  1  ->  (
n  x.  N )  =  ( 1  x.  N ) )
21oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  =  1  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( ( 1  x.  N )  .x.  X ) )
3 oveq1 6047 . . . . . . 7  |-  ( n  =  1  ->  (
n  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( 1  .x.  ( N  .x.  X ) ) )
42, 3eqeq12d 2418 . . . . . 6  |-  ( n  =  1  ->  (
( ( n  x.  N )  .x.  X
)  =  ( n 
.x.  ( N  .x.  X ) )  <->  ( (
1  x.  N ) 
.x.  X )  =  ( 1  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) )
54imbi2d 308 . . . . 5  |-  ( n  =  1  ->  (
( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( n  .x.  ( N  .x.  X ) ) )  <->  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( 1  x.  N
)  .x.  X )  =  ( 1  .x.  ( N  .x.  X
) ) ) ) )
6 oveq1 6047 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  m  ->  (
n  x.  N )  =  ( m  x.  N ) )
76oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  =  m  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( ( m  x.  N )  .x.  X ) )
8 oveq1 6047 . . . . . . 7  |-  ( n  =  m  ->  (
n  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) )
97, 8eqeq12d 2418 . . . . . 6  |-  ( n  =  m  ->  (
( ( n  x.  N )  .x.  X
)  =  ( n 
.x.  ( N  .x.  X ) )  <->  ( (
m  x.  N ) 
.x.  X )  =  ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) )
109imbi2d 308 . . . . 5  |-  ( n  =  m  ->  (
( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( n  .x.  ( N  .x.  X ) ) )  <->  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( m  x.  N
)  .x.  X )  =  ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) ) )
11 oveq1 6047 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  ( m  + 
1 )  ->  (
n  x.  N )  =  ( ( m  +  1 )  x.  N ) )
1211oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  =  ( m  + 
1 )  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( ( ( m  +  1 )  x.  N )  .x.  X ) )
13 oveq1 6047 . . . . . . 7  |-  ( n  =  ( m  + 
1 )  ->  (
n  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( ( m  + 
1 )  .x.  ( N  .x.  X ) ) )
1412, 13eqeq12d 2418 . . . . . 6  |-  ( n  =  ( m  + 
1 )  ->  (
( ( n  x.  N )  .x.  X
)  =  ( n 
.x.  ( N  .x.  X ) )  <->  ( (
( m  +  1 )  x.  N ) 
.x.  X )  =  ( ( m  + 
1 )  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) )
1514imbi2d 308 . . . . 5  |-  ( n  =  ( m  + 
1 )  ->  (
( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( n  .x.  ( N  .x.  X ) ) )  <->  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( ( m  + 
1 )  x.  N
)  .x.  X )  =  ( ( m  +  1 )  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) ) )
16 oveq1 6047 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  M  ->  (
n  x.  N )  =  ( M  x.  N ) )
1716oveq1d 6055 . . . . . . 7  |-  ( n  =  M  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( ( M  x.  N )  .x.  X ) )
18 oveq1 6047 . . . . . . 7  |-  ( n  =  M  ->  (
n  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( M  .x.  ( N  .x.  X ) ) )
1917, 18eqeq12d 2418 . . . . . 6  |-  ( n  =  M  ->  (
( ( n  x.  N )  .x.  X
)  =  ( n 
.x.  ( N  .x.  X ) )  <->  ( ( M  x.  N )  .x.  X )  =  ( M  .x.  ( N 
.x.  X ) ) ) )
2019imbi2d 308 . . . . 5  |-  ( n  =  M  ->  (
( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( n  x.  N
)  .x.  X )  =  ( n  .x.  ( N  .x.  X ) ) )  <->  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( M  x.  N
)  .x.  X )  =  ( M  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) ) )
21 nncn 9964 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  CC )
2221mulid2d 9062 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN  ->  (
1  x.  N )  =  N )
23223ad2ant1 978 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( 1  x.  N
)  =  N )
2423oveq1d 6055 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( ( 1  x.  N )  .x.  X
)  =  ( N 
.x.  X ) )
25 mulgass.b . . . . . . . . 9  |-  B  =  ( Base `  G
)
26 mulgass.t . . . . . . . . 9  |-  .x.  =  (.g
`  G )
2725, 26mulgnncl 14860 . . . . . . . 8  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  N  e.  NN  /\  X  e.  B )  ->  ( N  .x.  X )  e.  B )
28273coml 1160 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( N  .x.  X
)  e.  B )
2925, 26mulg1 14852 . . . . . . 7  |-  ( ( N  .x.  X )  e.  B  ->  (
1  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( N  .x.  X
) )
3028, 29syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( 1  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( N  .x.  X ) )
3124, 30eqtr4d 2439 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( ( 1  x.  N )  .x.  X
)  =  ( 1 
.x.  ( N  .x.  X ) ) )
32 oveq1 6047 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( m  x.  N
)  .x.  X )  =  ( m  .x.  ( N  .x.  X ) )  ->  ( (
( m  x.  N
)  .x.  X )
( +g  `  G ) ( N  .x.  X
) )  =  ( ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) ( +g  `  G
) ( N  .x.  X ) ) )
33 nncn 9964 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  e.  NN  ->  m  e.  CC )
3433adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  m  e.  CC )
35 ax-1cn 9004 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1  e.  CC
3635a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  1  e.  CC )
37 simpr1 963 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  N  e.  NN )
3837nncnd 9972 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  N  e.  CC )
3934, 36, 38adddird 9069 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
m  +  1 )  x.  N )  =  ( ( m  x.  N )  +  ( 1  x.  N ) ) )
4023adantl 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( 1  x.  N )  =  N )
4140oveq2d 6056 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
m  x.  N )  +  ( 1  x.  N ) )  =  ( ( m  x.  N )  +  N
) )
4239, 41eqtrd 2436 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
m  +  1 )  x.  N )  =  ( ( m  x.  N )  +  N
) )
4342oveq1d 6055 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
( m  +  1 )  x.  N ) 
.x.  X )  =  ( ( ( m  x.  N )  +  N )  .x.  X
) )
44 simpr3 965 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  G  e.  Mnd )
45 nnmulcl 9979 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( m  e.  NN  /\  N  e.  NN )  ->  ( m  x.  N
)  e.  NN )
46453ad2antr1 1122 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( m  x.  N )  e.  NN )
47 simpr2 964 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  X  e.  B )
48 eqid 2404 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
4925, 26, 48mulgnndir 14867 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( m  x.  N )  e.  NN  /\  N  e.  NN  /\  X  e.  B )
)  ->  ( (
( m  x.  N
)  +  N ) 
.x.  X )  =  ( ( ( m  x.  N )  .x.  X ) ( +g  `  G ) ( N 
.x.  X ) ) )
5044, 46, 37, 47, 49syl13anc 1186 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
( m  x.  N
)  +  N ) 
.x.  X )  =  ( ( ( m  x.  N )  .x.  X ) ( +g  `  G ) ( N 
.x.  X ) ) )
5143, 50eqtrd 2436 . . . . . . . . 9  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
( m  +  1 )  x.  N ) 
.x.  X )  =  ( ( ( m  x.  N )  .x.  X ) ( +g  `  G ) ( N 
.x.  X ) ) )
5225, 26, 48mulgnnp1 14853 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  .x.  X )  e.  B )  -> 
( ( m  + 
1 )  .x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( ( m 
.x.  ( N  .x.  X ) ) ( +g  `  G ) ( N  .x.  X
) ) )
5328, 52sylan2 461 . . . . . . . . 9  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
m  +  1 ) 
.x.  ( N  .x.  X ) )  =  ( ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) ( +g  `  G
) ( N  .x.  X ) ) )
5451, 53eqeq12d 2418 . . . . . . . 8  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
( ( m  + 
1 )  x.  N
)  .x.  X )  =  ( ( m  +  1 )  .x.  ( N  .x.  X ) )  <->  ( ( ( m  x.  N ) 
.x.  X ) ( +g  `  G ) ( N  .x.  X
) )  =  ( ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) ( +g  `  G
) ( N  .x.  X ) ) ) )
5532, 54syl5ibr 213 . . . . . . 7  |-  ( ( m  e.  NN  /\  ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )
)  ->  ( (
( m  x.  N
)  .x.  X )  =  ( m  .x.  ( N  .x.  X ) )  ->  ( (
( m  +  1 )  x.  N ) 
.x.  X )  =  ( ( m  + 
1 )  .x.  ( N  .x.  X ) ) ) )
5655ex 424 . . . . . 6  |-  ( m  e.  NN  ->  (
( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( ( ( m  x.  N )  .x.  X )  =  ( m  .x.  ( N 
.x.  X ) )  ->  ( ( ( m  +  1 )  x.  N )  .x.  X )  =  ( ( m  +  1 )  .x.  ( N 
.x.  X ) ) ) ) )
5756a2d 24 . . . . 5  |-  ( m  e.  NN  ->  (
( ( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e. 
Mnd )  ->  (
( m  x.  N
)  .x.  X )  =  ( m  .x.  ( N  .x.  X ) ) )  ->  (
( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( ( ( m  +  1 )  x.  N )  .x.  X
)  =  ( ( m  +  1 ) 
.x.  ( N  .x.  X ) ) ) ) )
585, 10, 15, 20, 31, 57nnind 9974 . . . 4  |-  ( M  e.  NN  ->  (
( N  e.  NN  /\  X  e.  B  /\  G  e.  Mnd )  ->  ( ( M  x.  N )  .x.  X
)  =  ( M 
.x.  ( N  .x.  X ) ) ) )
59583expd 1170 . . 3  |-  ( M  e.  NN  ->  ( N  e.  NN  ->  ( X  e.  B  -> 
( G  e.  Mnd  ->  ( ( M  x.  N )  .x.  X
)  =  ( M 
.x.  ( N  .x.  X ) ) ) ) ) )
6059com4r 82 . 2  |-  ( G  e.  Mnd  ->  ( M  e.  NN  ->  ( N  e.  NN  ->  ( X  e.  B  -> 
( ( M  x.  N )  .x.  X
)  =  ( M 
.x.  ( N  .x.  X ) ) ) ) ) )
61603imp2 1168 1  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( M  e.  NN  /\  N  e.  NN  /\  X  e.  B )
)  ->  ( ( M  x.  N )  .x.  X )  =  ( M  .x.  ( N 
.x.  X ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   CCcc 8944   1c1 8947    + caddc 8949    x. cmul 8951   NNcn 9956   Basecbs 13424   +g cplusg 13484   Mndcmnd 14639  .gcmg 14644
This theorem is referenced by:  mulgnn0ass  14874
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-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023
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-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  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-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-er 6864  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-nn 9957  df-n0 10178  df-z 10239  df-uz 10445  df-fz 11000  df-seq 11279  df-mnd 14645  df-mulg 14770
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