Theorem nnmass 6654

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 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝐶 ∈ ω) → ((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 6025	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶))
2		oveq2 6025	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o 𝐶))
3	2	oveq2d 6033	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))
4	1, 3	eqeq12d 2246	. . . . 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 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥))) ↔ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))))
6		oveq2 6025	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ∅ → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅))
7		oveq2 6025	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o ∅))
8	7	oveq2d 6033	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)))
9	6, 8	eqeq12d 2246	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ∅ → (((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) ↔ ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅))))
10		oveq2 6025	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑦))
11		oveq2 6025	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o 𝑦))
12	11	oveq2d 6033	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)))
13	10, 12	eqeq12d 2246	. . . . 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 6025	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o suc 𝑦))
15		oveq2 6025	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o suc 𝑦))
16	15	oveq2d 6033	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o suc 𝑦)))
17	14, 16	eqeq12d 2246	. . . . 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 6648	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ ω)
19		nnm0 6642	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ·o 𝐵) ∈ ω → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅) = ∅)
20	18, 19	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅) = ∅)
21		nnm0 6642	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ ω → (𝐵 ·o ∅) = ∅)
22	21	oveq2d 6033	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ω → (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)) = (𝐴 ·o ∅))
23		nnm0 6642	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ·o ∅) = ∅)
24	22, 23	sylan9eqr 2286	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)) = ∅)
25	20, 24	eqtr4d 2267	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)))
26		oveq1 6024	. . . . . . . . 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 6644	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ·o 𝐵) ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o suc 𝑦) = (((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑦) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
28	18, 27	sylan 283	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o suc 𝑦) = (((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑦) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
29	28	3impa 1220	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o suc 𝑦) = (((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑦) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
30		nnmsuc 6644	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ·o suc 𝑦) = ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵))
31	30	3adant1 1041	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ·o suc 𝑦) = ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵))
32	31	oveq2d 6033	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ·o (𝐵 ·o suc 𝑦)) = (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)))
33		nnmcl 6648	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ·o 𝑦) ∈ ω)
34		nndi 6653	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ (𝐵 ·o 𝑦) ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
35	33, 34	syl3an2 1307	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ (𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
36	35	3exp 1228	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ∈ ω → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵)))))
37	36	expd 258	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝑦 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵))))))
38	37	com34 83	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝑦 ∈ ω → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵))))))
39	38	pm2.43d 50	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝑦 ∈ ω → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵)))))
40	39	3imp 1219	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
41	32, 40	eqtrd 2264	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ·o (𝐵 ·o suc 𝑦)) = ((𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
42	29, 41	eqeq12d 2246	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (((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 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (((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 1228	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝑦 ∈ ω → (((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 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (((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 ∈ ω → ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (((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 4699	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ω → ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥))))
48	5, 47	vtoclga 2870	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ ω → ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶))))
49	48	expdcom 1487	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝐶 ∈ ω → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))))
50	49	3imp 1219	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝐶 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 1004   = wceq 1397   ∈ wcel 2202  ∅c0 3494  suc csuc 4462  ωcom 4688  (class class class)co 6017   +_o coa 6578   ·_o comu 6579

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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-iord 4463  df-on 4465  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-ov 6020  df-oprab 6021  df-mpo 6022  df-1st 6302  df-2nd 6303  df-recs 6470  df-irdg 6535  df-oadd 6585  df-omul 6586

This theorem is referenced by:  mulasspig  7551  enq0tr  7653  addcmpblnq0  7662  mulcmpblnq0  7663  mulcanenq0ec  7664  distrnq0  7678  addassnq0  7681