Theorem nnmass 6540

Description: Multiplication of natural numbers is associative. Theorem 4K(4) of [Enderton] p. 81. (Contributed by NM, 20-Sep-1995.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014.)

Assertion

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

Proof of Theorem nnmass

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 5926	. . . . . 6 |- ( x = C -> ( ( A .o B ) .o x ) = ( ( A .o B ) .o C ) )
2		oveq2 5926	. . . . . . 7 |- ( x = C -> ( B .o x ) = ( B .o C ) )
3	2	oveq2d 5934	. . . . . 6 |- ( x = C -> ( A .o ( B .o x ) ) = ( A .o ( B .o C ) ) )
4	1, 3	eqeq12d 2208	. . . . 5 |- ( x = C -> ( ( ( A .o B ) .o x ) = ( A .o ( B .o x ) ) <-> ( ( A .o B ) .o C ) = ( A .o ( B .o C ) ) ) )
5	4	imbi2d 230	. . . 4 |- ( x = C -> ( ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) .o x ) = ( A .o ( B .o x ) ) ) <-> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) .o C ) = ( A .o ( B .o C ) ) ) ) )
6		oveq2 5926	. . . . . 6 |- ( x = (/) -> ( ( A .o B ) .o x ) = ( ( A .o B ) .o (/) ) )
7		oveq2 5926	. . . . . . 7 |- ( x = (/) -> ( B .o x ) = ( B .o (/) ) )
8	7	oveq2d 5934	. . . . . 6 |- ( x = (/) -> ( A .o ( B .o x ) ) = ( A .o ( B .o (/) ) ) )
9	6, 8	eqeq12d 2208	. . . . 5 |- ( x = (/) -> ( ( ( A .o B ) .o x ) = ( A .o ( B .o x ) ) <-> ( ( A .o B ) .o (/) ) = ( A .o ( B .o (/) ) ) ) )
10		oveq2 5926	. . . . . 6 |- ( x = y -> ( ( A .o B ) .o x ) = ( ( A .o B ) .o y ) )
11		oveq2 5926	. . . . . . 7 |- ( x = y -> ( B .o x ) = ( B .o y ) )
12	11	oveq2d 5934	. . . . . 6 |- ( x = y -> ( A .o ( B .o x ) ) = ( A .o ( B .o y ) ) )
13	10, 12	eqeq12d 2208	. . . . 5 |- ( x = y -> ( ( ( A .o B ) .o x ) = ( A .o ( B .o x ) ) <-> ( ( A .o B ) .o y ) = ( A .o ( B .o y ) ) ) )
14		oveq2 5926	. . . . . 6 |- ( x = suc y -> ( ( A .o B ) .o x ) = ( ( A .o B ) .o suc y ) )
15		oveq2 5926	. . . . . . 7 |- ( x = suc y -> ( B .o x ) = ( B .o suc y ) )
16	15	oveq2d 5934	. . . . . 6 |- ( x = suc y -> ( A .o ( B .o x ) ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) )
17	14, 16	eqeq12d 2208	. . . . 5 |- ( x = suc y -> ( ( ( A .o B ) .o x ) = ( A .o ( B .o x ) ) <-> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) ) )
18		nnmcl 6534	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o B ) e. om )
19		nnm0 6528	. . . . . . 7 |- ( ( A .o B ) e. om -> ( ( A .o B ) .o (/) ) = (/) )
20	18, 19	syl 14	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) .o (/) ) = (/) )
21		nnm0 6528	. . . . . . . 8 |- ( B e. om -> ( B .o (/) ) = (/) )
22	21	oveq2d 5934	. . . . . . 7 |- ( B e. om -> ( A .o ( B .o (/) ) ) = ( A .o (/) ) )
23		nnm0 6528	. . . . . . 7 |- ( A e. om -> ( A .o (/) ) = (/) )
24	22, 23	sylan9eqr 2248	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( B .o (/) ) ) = (/) )
25	20, 24	eqtr4d 2229	. . . . 5 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) .o (/) ) = ( A .o ( B .o (/) ) ) )
26		oveq1 5925	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A .o B ) .o y ) = ( A .o ( B .o y ) ) -> ( ( ( A .o B ) .o y ) +o ( A .o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) )
27		nnmsuc 6530	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( A .o B ) e. om /\ y e. om ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( ( ( A .o B ) .o y ) +o ( A .o B ) ) )
28	18, 27	sylan 283	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( A e. om /\ B e. om ) /\ y e. om ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( ( ( A .o B ) .o y ) +o ( A .o B ) ) )
29	28	3impa 1196	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( ( ( A .o B ) .o y ) +o ( A .o B ) ) )
30		nnmsuc 6530	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B .o suc y ) = ( ( B .o y ) +o B ) )
31	30	3adant1 1017	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( B .o suc y ) = ( ( B .o y ) +o B ) )
32	31	oveq2d 5934	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o ( B .o suc y ) ) = ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) )
33		nnmcl 6534	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B .o y ) e. om )
34		nndi 6539	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( A e. om /\ ( B .o y ) e. om /\ B e. om ) -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) )
35	33, 34	syl3an2 1283	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( A e. om /\ ( B e. om /\ y e. om ) /\ B e. om ) -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) )
36	35	3exp 1204	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( A e. om -> ( ( B e. om /\ y e. om ) -> ( B e. om -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) ) ) )
37	36	expd 258	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( B e. om -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) ) ) ) )
38	37	com34 83	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) ) ) ) )
39	38	pm2.43d 50	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) ) ) )
40	39	3imp 1195	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o ( ( B .o y ) +o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) )
41	32, 40	eqtrd 2226	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( A .o ( B .o suc y ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) )
42	29, 41	eqeq12d 2208	. . . . . . . . 9 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) <-> ( ( ( A .o B ) .o y ) +o ( A .o B ) ) = ( ( A .o ( B .o y ) ) +o ( A .o B ) ) ) )
43	26, 42	imbitrrid 156	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ y e. om ) -> ( ( ( A .o B ) .o y ) = ( A .o ( B .o y ) ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) ) )
44	43	3exp 1204	. . . . . . 7 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( y e. om -> ( ( ( A .o B ) .o y ) = ( A .o ( B .o y ) ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) ) ) ) )
45	44	com3r 79	. . . . . 6 |- ( y e. om -> ( A e. om -> ( B e. om -> ( ( ( A .o B ) .o y ) = ( A .o ( B .o y ) ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) ) ) ) )
46	45	impd 254	. . . . 5 |- ( y e. om -> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( ( A .o B ) .o y ) = ( A .o ( B .o y ) ) -> ( ( A .o B ) .o suc y ) = ( A .o ( B .o suc y ) ) ) ) )
47	9, 13, 17, 25, 46	finds2 4633	. . . 4 |- ( x e. om -> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) .o x ) = ( A .o ( B .o x ) ) ) )
48	5, 47	vtoclga 2826	. . 3 |- ( C e. om -> ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( ( A .o B ) .o C ) = ( A .o ( B .o C ) ) ) )
49	48	expdcom 1453	. 2 |- ( A e. om -> ( B e. om -> ( C e. om -> ( ( A .o B ) .o C ) = ( A .o ( B .o C ) ) ) ) )
50	49	3imp 1195	1 |- ( ( A e. om /\ B e. om /\ C e. om ) -> ( ( A .o B ) .o C ) = ( A .o ( B .o C ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2164   (/)c0 3446   suc csuc 4396   omcom 4622  (class class class)co 5918   +o coa 6466   .o comu 6467

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-nul 4155  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-iinf 4620

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-tr 4128  df-id 4324  df-iord 4397  df-on 4399  df-suc 4402  df-iom 4623  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-1st 6193  df-2nd 6194  df-recs 6358  df-irdg 6423  df-oadd 6473  df-omul 6474

This theorem is referenced by:  mulasspig  7392  enq0tr  7494  addcmpblnq0  7503  mulcmpblnq0  7504  mulcanenq0ec  7505  distrnq0  7519  addassnq0  7522