Theorem nndi 6595

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 5975	. . . . . . 7 |- ( x = C -> ( B +o x ) = ( B +o C ) )
2	1	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = C -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o C ) ) )
3		oveq2 5975	. . . . . . 7 |- ( x = C -> ( A .o x ) = ( A .o C ) )
4	3	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = C -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o C ) ) )
5	2, 4	eqeq12d 2222	. . . . 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 5975	. . . . . . 7 |- ( x = (/) -> ( B +o x ) = ( B +o (/) ) )
8	7	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = (/) -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o (/) ) ) )
9		oveq2 5975	. . . . . . 7 |- ( x = (/) -> ( A .o x ) = ( A .o (/) ) )
10	9	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = (/) -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) )
11	8, 10	eqeq12d 2222	. . . . 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 5975	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( B +o x ) = ( B +o y ) )
13	12	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = y -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o y ) ) )
14		oveq2 5975	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( A .o x ) = ( A .o y ) )
15	14	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = y -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o y ) ) )
16	13, 15	eqeq12d 2222	. . . . 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 5975	. . . . . . 7 |- ( x = suc y -> ( B +o x ) = ( B +o suc y ) )
18	17	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = suc y -> ( A .o ( B +o x ) ) = ( A .o ( B +o suc y ) ) )
19		oveq2 5975	. . . . . . 7 |- ( x = suc y -> ( A .o x ) = ( A .o suc y ) )
20	19	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( x = suc y -> ( ( A .o B ) +o ( A .o x ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o suc y ) ) )
21	18, 20	eqeq12d 2222	. . . . 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 6583	. . . . . . . . 9 |- ( B e. om -> ( B +o (/) ) = B )
23	22	adantl 277	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( B +o (/) ) = B )
24	23	oveq2d 5983	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( A .o B ) )
25		nnmcl 6590	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o B ) e. om )
26		nna0 6583	. . . . . . . 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 2243	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o (/) ) )
29		nnm0 6584	. . . . . . . 8 |- ( A e. om -> ( A .o (/) ) = (/) )
30	29	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o (/) ) = (/) )
31	30	oveq2d 5983	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o (/) ) )
32	28, 31	eqtr4d 2243	. . . . 5 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B +o (/) ) ) = ( ( A .o B ) +o ( A .o (/) ) ) )
33		oveq1 5974	. . . . . . . . 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 6585	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B +o suc y ) = suc ( B +o y ) )
35	34	3adant1 1018	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( B +o suc y ) = suc ( B +o y ) )
36	35	oveq2d 5983	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o ( B +o suc y ) ) = ( A .o suc ( B +o y ) ) )
37		nnacl 6589	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B +o y ) e. om )
38		nnmsuc 6586	. . . . . . . . . . . . 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 1202	. . . . . . . . . . 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 2240	. . . . . . . . . 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 6586	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( A e. om /\ y e. om ) -> ( A .o suc y ) = ( ( A .o y ) +o A ) )
43	42	3adant2 1019	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o suc y ) = ( ( A .o y ) +o A ) )
44	43	oveq2d 5983	. . . . . . . . . . 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 6590	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( A e. om /\ y e. om ) -> ( A .o y ) e. om )
46		nnaass 6594	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1283	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1284	. . . . . . . . . . . . . . . . 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 1205	. . . . . . . . . . . . . . . 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 1196	. . . . . . . . . . 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 2243	. . . . . . . . . 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 2222	. . . . . . . . 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 1205	. . . . . . 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 4667	. . . 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 2844	. . 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 1463	. 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 1196	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 981   = wceq 1373   e. wcel 2178   (/)c0 3468   suc csuc 4430   omcom 4656  (class class class)co 5967   +o coa 6522   .o comu 6523

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-coll 4175  ax-sep 4178  ax-nul 4186  ax-pow 4234  ax-pr 4269  ax-un 4498  ax-setind 4603  ax-iinf 4654

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ne 2379  df-ral 2491  df-rex 2492  df-reu 2493  df-rab 2495  df-v 2778  df-sbc 3006  df-csb 3102  df-dif 3176  df-un 3178  df-in 3180  df-ss 3187  df-nul 3469  df-pw 3628  df-sn 3649  df-pr 3650  df-op 3652  df-uni 3865  df-int 3900  df-iun 3943  df-br 4060  df-opab 4122  df-mpt 4123  df-tr 4159  df-id 4358  df-iord 4431  df-on 4433  df-suc 4436  df-iom 4657  df-xp 4699  df-rel 4700  df-cnv 4701  df-co 4702  df-dm 4703  df-rn 4704  df-res 4705  df-ima 4706  df-iota 5251  df-fun 5292  df-fn 5293  df-f 5294  df-f1 5295  df-fo 5296  df-f1o 5297  df-fv 5298  df-ov 5970  df-oprab 5971  df-mpo 5972  df-1st 6249  df-2nd 6250  df-recs 6414  df-irdg 6479  df-oadd 6529  df-omul 6530

This theorem is referenced by:  nnmass  6596  nndir  6599  distrpig  7481  addcmpblnq0  7591  nnanq0  7606  distrnq0  7607  addassnq0  7610