Theorem nndi 6544

Description: Distributive law for natural numbers (left-distributivity). Theorem 4K(3) of [Enderton] p. 81. (Contributed by NM, 20-Sep-1995.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014.)

Assertion

Ref	Expression
nndi	|- ( ( A e. om /\ B e. om /\ C e. om ) -> ( A .o ( B +o C ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) )

Proof of Theorem nndi

Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = C -> ( B +o x ) = ( B +o C ) )
2	1	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = C -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o C ) ) )
3		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = C -> ( A .o x ) = ( A .o C ) )
4	3	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = C -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) )
5	2, 4	eqeq12d 2211	. . . . 5 |- ( x = C -> ( ( A .o ( B +o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) <-> ( A .o ( B +o C ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) ) )
6	5	imbi2d 230	. . . 4 |- ( x = C -> ( ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) ) <-> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o C ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) ) ) )
7		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = (/) -> ( B +o x ) = ( B +o (/) ) )
8	7	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = (/) -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o (/) ) ) )
9		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = (/) -> ( A .o x ) = ( A .o (/) ) )
10	9	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = (/) -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) )
11	8, 10	eqeq12d 2211	. . . . 5 |- ( x = (/) -> ( ( A .o ( B +o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) <-> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) ) )
12		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( B +o x ) = ( B +o y ) )
13	12	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = y -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o y ) ) )
14		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( A .o x ) = ( A .o y ) )
15	14	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = y -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) )
16	13, 15	eqeq12d 2211	. . . . 5 |- ( x = y -> ( ( A .o ( B +o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) <-> ( A .o ( B +o y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) ) )
17		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = suc y -> ( B +o x ) = ( B +o suc y ) )
18	17	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = suc y -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o suc y ) ) )
19		oveq2 5930	. . . . . . 7 |- ( x = suc y -> ( A .o x ) = ( A .o suc y ) )
20	19	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( x = suc y -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) )
21	18, 20	eqeq12d 2211	. . . . 5 |- ( x = suc y -> ( ( A .o ( B +o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) <-> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) ) )
22		nna0 6532	. . . . . . . . 9 |- ( B e. om -> ( B +o (/) ) = B )
23	22	adantl 277	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( B +o (/) ) = B )
24	23	oveq2d 5938	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( A .o B ) )
25		nnmcl 6539	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o B ) e. om )
26		nna0 6532	. . . . . . . 8 |- ( ( A .o B ) e. om -> ( ( A .o B ) +o (/) ) = ( A .o B ) )
27	25, 26	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) +o (/) ) = ( A .o B ) )
28	24, 27	eqtr4d 2232	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o (/) ) )
29		nnm0 6533	. . . . . . . 8 |- ( A e. om -> ( A .o (/) ) = (/) )
30	29	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o (/) ) = (/) )
31	30	oveq2d 5938	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o (/) ) )
32	28, 31	eqtr4d 2232	. . . . 5 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) )
33		oveq1 5929	. . . . . . . . 9 |- ( ( A .o ( B +o y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) -> ( ( A .o ( B +o y ) ) +o A ) = ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) )
34		nnasuc 6534	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B +o suc y ) = suc ( B +o y ) )
35	34	3adant1 1017	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( B +o suc y ) = suc ( B +o y ) )
36	35	oveq2d 5938	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( A .o suc ( B +o y ) ) )
37		nnacl 6538	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B +o y ) e. om )
38		nnmsuc 6535	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( A e. om /\ ( B +o y ) e. om ) -> ( A .o suc ( B +o y ) ) = ( ( A .o ( B +o y ) ) +o A ) )
39	37, 38	sylan2 286	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ ( B e. om /\ y e. om ) ) -> ( A .o suc ( B +o y ) ) = ( ( A .o ( B +o y ) ) +o A ) )
40	39	3impb 1201	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o suc ( B +o y ) ) = ( ( A .o ( B +o y ) ) +o A ) )
41	36, 40	eqtrd 2229	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o ( B +o y ) ) +o A ) )
42		nnmsuc 6535	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( A e. om /\ y e. om ) -> ( A .o suc y ) = ( ( A .o y ) +o A ) )
43	42	3adant2 1018	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o suc y ) = ( ( A .o y ) +o A ) )
44	43	oveq2d 5938	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) )
45		nnmcl 6539	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( A e. om /\ y e. om ) -> ( A .o y ) e. om )
46		nnaass 6543	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( ( ( A .o B ) e. om /\ ( A .o y ) e. om /\ A e. om ) -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) )
47	25, 46	syl3an1 1282	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( A e. om /\ B e. om ) /\ ( A .o y ) e. om /\ A e. om ) -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) )
48	45, 47	syl3an2 1283	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( A e. om /\ B e. om ) /\ ( A e. om /\ y e. om ) /\ A e. om ) -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) )
49	48	3exp 1204	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A e. om /\ y e. om ) -> ( A e. om -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) ) ) )
50	49	exp4b 367	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( A e. om -> ( y e. om -> ( A e. om -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) ) ) ) ) )
51	50	pm2.43a 51	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( A e. om -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) ) ) ) )
52	51	com4r 86	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( A e. om -> ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) ) ) ) )
53	52	pm2.43i 49	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) ) ) )
54	53	3imp 1195	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) = ( ( A .o B ) +o ( ( A .o y ) +o A ) ) )
55	44, 54	eqtr4d 2232	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) = ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) )
56	41, 55	eqeq12d 2211	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) <-> ( ( A .o ( B +o y ) ) +o A ) = ( ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) +o A ) ) )
57	33, 56	imbitrrid 156	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( A .o ( B +o y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) ) )
58	57	3exp 1204	. . . . . . 7 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( ( A .o ( B +o y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) ) ) ) )
59	58	com3r 79	. . . . . 6 |- ( y e. om -> ( A e. om -> ( B e. om -> ( ( A .o ( B +o y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) ) ) ) )
60	59	impd 254	. . . . 5 |- ( y e. om -> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o ( B +o y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) ) ) )
61	11, 16, 21, 32, 60	finds2 4637	. . . 4 |- ( x e. om -> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) ) )
62	6, 61	vtoclga 2830	. . 3 |- ( C e. om -> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o C ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) ) )
63	62	expdcom 1453	. 2 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( C e. om -> ( A .o ( B +o C ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) ) ) )
64	63	3imp 1195	1 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ C e. om ) -> ( A .o ( B +o C ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2167   (/)c0 3450   suc csuc 4400   omcom 4626  (class class class)co 5922   +o coa 6471   .o comu 6472

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3451  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-iord 4401  df-on 4403  df-suc 4406  df-iom 4627  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-irdg 6428  df-oadd 6478  df-omul 6479

This theorem is referenced by:  nnmass  6545  nndir  6548  distrpig  7400  addcmpblnq0  7510  nnanq0  7525  distrnq0  7526  addassnq0  7529