Theorem lcmfass 15973

Description: Associative law for the lcm function. (Contributed by AV, 27-Aug-2020.)

Assertion

Ref	Expression
lcmfass	⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})))

Proof of Theorem lcmfass

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lcmfcl 15955	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘𝑌) ∈ ℕ0)
2	1	nn0zd 12072	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘𝑌) ∈ ℤ)
3		lcmfsn 15962	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℤ → (lcm‘{(lcm‘𝑌)}) = (abs‘(lcm‘𝑌)))
4	2, 3	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘{(lcm‘𝑌)}) = (abs‘(lcm‘𝑌)))
5		nn0re 11893	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℕ0 → (lcm‘𝑌) ∈ ℝ)
6		nn0ge0 11909	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (lcm‘𝑌))
7	5, 6	jca 514	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℕ0 → ((lcm‘𝑌) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑌)))
8		absid 14641	. . . . 5 ⊢ (((lcm‘𝑌) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑌)) → (abs‘(lcm‘𝑌)) = (lcm‘𝑌))
9	1, 7, 8	3syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (abs‘(lcm‘𝑌)) = (lcm‘𝑌))
10	4, 9	eqtrd 2856	. . 3 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘{(lcm‘𝑌)}) = (lcm‘𝑌))
11		lcmfcl 15955	. . . . . 6 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘𝑍) ∈ ℕ0)
12	11	nn0zd 12072	. . . . 5 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘𝑍) ∈ ℤ)
13		lcmfsn 15962	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℤ → (lcm‘{(lcm‘𝑍)}) = (abs‘(lcm‘𝑍)))
14	12, 13	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘{(lcm‘𝑍)}) = (abs‘(lcm‘𝑍)))
15		nn0re 11893	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℕ0 → (lcm‘𝑍) ∈ ℝ)
16		nn0ge0 11909	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (lcm‘𝑍))
17	15, 16	jca 514	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℕ0 → ((lcm‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑍)))
18		absid 14641	. . . . 5 ⊢ (((lcm‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑍)) → (abs‘(lcm‘𝑍)) = (lcm‘𝑍))
19	11, 17, 18	3syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (abs‘(lcm‘𝑍)) = (lcm‘𝑍))
20	14, 19	eqtr2d 2857	. . 3 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘𝑍) = (lcm‘{(lcm‘𝑍)}))
21	10, 20	oveqan12d 7161	. 2 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → ((lcm‘{(lcm‘𝑌)}) lcm (lcm‘𝑍)) = ((lcm‘𝑌) lcm (lcm‘{(lcm‘𝑍)})))
22	2	snssd 4728	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → {(lcm‘𝑌)} ⊆ ℤ)
23		snfi 8580	. . . 4 ⊢ {(lcm‘𝑌)} ∈ Fin
24	22, 23	jctir 523	. . 3 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → ({(lcm‘𝑌)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑌)} ∈ Fin))
25		lcmfun 15972	. . 3 ⊢ ((({(lcm‘𝑌)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑌)} ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = ((lcm‘{(lcm‘𝑌)}) lcm (lcm‘𝑍)))
26	24, 25	sylan 582	. 2 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = ((lcm‘{(lcm‘𝑌)}) lcm (lcm‘𝑍)))
27	12	snssd 4728	. . . 4 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → {(lcm‘𝑍)} ⊆ ℤ)
28		snfi 8580	. . . 4 ⊢ {(lcm‘𝑍)} ∈ Fin
29	27, 28	jctir 523	. . 3 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → ({(lcm‘𝑍)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑍)} ∈ Fin))
30		lcmfun 15972	. . 3 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ ({(lcm‘𝑍)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑍)} ∈ Fin)) → (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})) = ((lcm‘𝑌) lcm (lcm‘{(lcm‘𝑍)})))
31	29, 30	sylan2 594	. 2 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})) = ((lcm‘𝑌) lcm (lcm‘{(lcm‘𝑍)})))
32	21, 26, 31	3eqtr4d 2866	1 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ∪ cun 3922   ⊆ wss 3924  {csn 4553   class class class wbr 5052  ‘cfv 6341  (class class class)co 7142  Fincfn 8495  ℝcr 10522  0cc0 10523   ≤ cle 10662  ℕ₀cn0 11884  ℤcz 11968  abscabs 14578   lcm clcm 15915  lcmclcmf 15916

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5252  ax-pr 5316  ax-un 7447  ax-inf2 9090  ax-cnex 10579  ax-resscn 10580  ax-1cn 10581  ax-icn 10582  ax-addcl 10583  ax-addrcl 10584  ax-mulcl 10585  ax-mulrcl 10586  ax-mulcom 10587  ax-addass 10588  ax-mulass 10589  ax-distr 10590  ax-i2m1 10591  ax-1ne0 10592  ax-1rid 10593  ax-rnegex 10594  ax-rrecex 10595  ax-cnre 10596  ax-pre-lttri 10597  ax-pre-lttrn 10598  ax-pre-ltadd 10599  ax-pre-mulgt0 10600  ax-pre-sup 10601

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3488  df-sbc 3764  df-csb 3872  df-dif 3927  df-un 3929  df-in 3931  df-ss 3940  df-pss 3942  df-nul 4280  df-if 4454  df-pw 4527  df-sn 4554  df-pr 4556  df-tp 4558  df-op 4560  df-uni 4825  df-int 4863  df-iun 4907  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5446  df-eprel 5451  df-po 5460  df-so 5461  df-fr 5500  df-se 5501  df-we 5502  df-xp 5547  df-rel 5548  df-cnv 5549  df-co 5550  df-dm 5551  df-rn 5552  df-res 5553  df-ima 5554  df-pred 6134  df-ord 6180  df-on 6181  df-lim 6182  df-suc 6183  df-iota 6300  df-fun 6343  df-fn 6344  df-f 6345  df-f1 6346  df-fo 6347  df-f1o 6348  df-fv 6349  df-isom 6350  df-riota 7100  df-ov 7145  df-oprab 7146  df-mpo 7147  df-om 7567  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7933  df-recs 7994  df-rdg 8032  df-1o 8088  df-oadd 8092  df-er 8275  df-en 8496  df-dom 8497  df-sdom 8498  df-fin 8499  df-sup 8892  df-inf 8893  df-oi 8960  df-card 9354  df-pnf 10663  df-mnf 10664  df-xr 10665  df-ltxr 10666  df-le 10667  df-sub 10858  df-neg 10859  df-div 11284  df-nn 11625  df-2 11687  df-3 11688  df-n0 11885  df-z 11969  df-uz 12231  df-rp 12377  df-fz 12883  df-fzo 13024  df-fl 13152  df-mod 13228  df-seq 13360  df-exp 13420  df-hash 13681  df-cj 14443  df-re 14444  df-im 14445  df-sqrt 14579  df-abs 14580  df-clim 14830  df-prod 15245  df-dvds 15593  df-gcd 15827  df-lcm 15917  df-lcmf 15918

This theorem is referenced by: (None)