Theorem srgpcomppsc 13180

Description: If two elements of a semiring commute, they also commute if the elements are raised to a higher power and a scalar multiplication is involved. (Contributed by AV, 23-Aug-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
srgpcomp.s	|- S = ( Base ` R )
srgpcomp.m	|- .X. = ( .r ` R )
srgpcomp.g	|- G = (mulGrp ` R )
srgpcomp.e	|- .^ = (.g ` G )
srgpcomp.r	|- ( ph -> R e. SRing )
srgpcomp.a	|- ( ph -> A e. S )
srgpcomp.b	|- ( ph -> B e. S )
srgpcomp.k	|- ( ph -> K e. NN0 )
srgpcomp.c	|- ( ph -> ( A .X. B ) = ( B .X. A ) )
srgpcompp.n	|- ( ph -> N e. NN0 )
srgpcomppsc.t	|- .x. = (.g ` R )
srgpcomppsc.c	|- ( ph -> C e. NN0 )

Assertion

Ref	Expression
srgpcomppsc	|- ( ph -> ( ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) .X. A ) = ( C .x. ( ( ( N + 1 ) .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) )

Proof of Theorem srgpcomppsc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		srgpcomp.r	. . . . 5 |- ( ph -> R e. SRing )
2		srgpcomppsc.c	. . . . 5 |- ( ph -> C e. NN0 )
3		srgpcomp.g	. . . . . . . . 9 |- G = (mulGrp ` R )
4	3	srgmgp 13156	. . . . . . . 8 |- ( R e. SRing -> G e. Mnd )
5	1, 4	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> G e. Mnd )
6		srgpcompp.n	. . . . . . 7 |- ( ph -> N e. NN0 )
7		srgpcomp.a	. . . . . . . 8 |- ( ph -> A e. S )
8		srgpcomp.s	. . . . . . . . . 10 |- S = ( Base ` R )
9	3, 8	mgpbasg 13141	. . . . . . . . 9 |- ( R e. SRing -> S = ( Base ` G ) )
10	1, 9	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ph -> S = ( Base ` G ) )
11	7, 10	eleqtrd 2256	. . . . . . 7 |- ( ph -> A e. ( Base ` G ) )
12		eqid 2177	. . . . . . . 8 |- ( Base ` G ) = ( Base ` G )
13		srgpcomp.e	. . . . . . . 8 |- .^ = (.g ` G )
14	12, 13	mulgnn0cl 13004	. . . . . . 7 |- ( ( G e. Mnd /\ N e. NN0 /\ A e. ( Base ` G ) ) -> ( N .^ A ) e. ( Base ` G ) )
15	5, 6, 11, 14	syl3anc 1238	. . . . . 6 |- ( ph -> ( N .^ A ) e. ( Base ` G ) )
16	15, 10	eleqtrrd 2257	. . . . 5 |- ( ph -> ( N .^ A ) e. S )
17		srgpcomp.k	. . . . . . 7 |- ( ph -> K e. NN0 )
18		srgpcomp.b	. . . . . . . 8 |- ( ph -> B e. S )
19	18, 10	eleqtrd 2256	. . . . . . 7 |- ( ph -> B e. ( Base ` G ) )
20	12, 13	mulgnn0cl 13004	. . . . . . 7 |- ( ( G e. Mnd /\ K e. NN0 /\ B e. ( Base ` G ) ) -> ( K .^ B ) e. ( Base ` G ) )
21	5, 17, 19, 20	syl3anc 1238	. . . . . 6 |- ( ph -> ( K .^ B ) e. ( Base ` G ) )
22	21, 10	eleqtrrd 2257	. . . . 5 |- ( ph -> ( K .^ B ) e. S )
23		srgpcomppsc.t	. . . . . . 7 |- .x. = (.g ` R )
24		srgpcomp.m	. . . . . . 7 |- .X. = ( .r ` R )
25	8, 23, 24	srgmulgass 13177	. . . . . 6 |- ( ( R e. SRing /\ ( C e. NN0 /\ ( N .^ A ) e. S /\ ( K .^ B ) e. S ) ) -> ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( K .^ B ) ) = ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) )
26	25	eqcomd 2183	. . . . 5 |- ( ( R e. SRing /\ ( C e. NN0 /\ ( N .^ A ) e. S /\ ( K .^ B ) e. S ) ) -> ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) = ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( K .^ B ) ) )
27	1, 2, 16, 22, 26	syl13anc 1240	. . . 4 |- ( ph -> ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) = ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( K .^ B ) ) )
28	27	oveq1d 5892	. . 3 |- ( ph -> ( ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) .X. A ) = ( ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) )
29		srgmnd 13155	. . . . . 6 |- ( R e. SRing -> R e. Mnd )
30	1, 29	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> R e. Mnd )
31	8, 23	mulgnn0cl 13004	. . . . 5 |- ( ( R e. Mnd /\ C e. NN0 /\ ( N .^ A ) e. S ) -> ( C .x. ( N .^ A ) ) e. S )
32	30, 2, 16, 31	syl3anc 1238	. . . 4 |- ( ph -> ( C .x. ( N .^ A ) ) e. S )
33	8, 24	srgass 13159	. . . 4 |- ( ( R e. SRing /\ ( ( C .x. ( N .^ A ) ) e. S /\ ( K .^ B ) e. S /\ A e. S ) ) -> ( ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) = ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) )
34	1, 32, 22, 7, 33	syl13anc 1240	. . 3 |- ( ph -> ( ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) = ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) )
35	28, 34	eqtrd 2210	. 2 |- ( ph -> ( ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) .X. A ) = ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) )
36	8, 24	srgcl 13158	. . . . 5 |- ( ( R e. SRing /\ ( K .^ B ) e. S /\ A e. S ) -> ( ( K .^ B ) .X. A ) e. S )
37	1, 22, 7, 36	syl3anc 1238	. . . 4 |- ( ph -> ( ( K .^ B ) .X. A ) e. S )
38	8, 23, 24	srgmulgass 13177	. . . 4 |- ( ( R e. SRing /\ ( C e. NN0 /\ ( N .^ A ) e. S /\ ( ( K .^ B ) .X. A ) e. S ) ) -> ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) = ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) ) )
39	1, 2, 16, 37, 38	syl13anc 1240	. . 3 |- ( ph -> ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) = ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) ) )
40	8, 24	srgass 13159	. . . . . 6 |- ( ( R e. SRing /\ ( ( N .^ A ) e. S /\ ( K .^ B ) e. S /\ A e. S ) ) -> ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) = ( ( N .^ A ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) )
41	1, 16, 22, 7, 40	syl13anc 1240	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) = ( ( N .^ A ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) )
42	41	eqcomd 2183	. . . 4 |- ( ph -> ( ( N .^ A ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) = ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) )
43	42	oveq2d 5893	. . 3 |- ( ph -> ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) ) = ( C .x. ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) ) )
44	39, 43	eqtrd 2210	. 2 |- ( ph -> ( ( C .x. ( N .^ A ) ) .X. ( ( K .^ B ) .X. A ) ) = ( C .x. ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) ) )
45		srgpcomp.c	. . . 4 |- ( ph -> ( A .X. B ) = ( B .X. A ) )
46	8, 24, 3, 13, 1, 7, 18, 17, 45, 6	srgpcompp 13179	. . 3 |- ( ph -> ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) = ( ( ( N + 1 ) .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) )
47	46	oveq2d 5893	. 2 |- ( ph -> ( C .x. ( ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) .X. A ) ) = ( C .x. ( ( ( N + 1 ) .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) )
48	35, 44, 47	3eqtrd 2214	1 |- ( ph -> ( ( C .x. ( ( N .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) .X. A ) = ( C .x. ( ( ( N + 1 ) .^ A ) .X. ( K .^ B ) ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   /\ w3a 978   = wceq 1353   e. wcel 2148   ` cfv 5218  (class class class)co 5877   1c1 7814   + caddc 7816   NN0cn0 9178   Basecbs 12464   .rcmulr 12539   Mndcmnd 12822  ._gcmg 12988  mulGrpcmgp 13135  SRingcsrg 13151

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-addcom 7913  ax-addass 7915  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-ltadd 7929

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-frec 6394  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-seqfrec 10448  df-ndx 12467  df-slot 12468  df-base 12470  df-sets 12471  df-plusg 12551  df-mulr 12552  df-0g 12712  df-mgm 12780  df-sgrp 12813  df-mnd 12823  df-minusg 12886  df-mulg 12989  df-cmn 13095  df-mgp 13136  df-ur 13148  df-srg 13152

This theorem is referenced by: (None)