Theorem nnmass 6720

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 6058	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶))
2		oveq2 6058	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o 𝐶))
3	2	oveq2d 6066	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))
4	1, 3	eqeq12d 2247	. . . . 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 6058	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ∅ → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅))
7		oveq2 6058	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o ∅))
8	7	oveq2d 6066	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)))
9	6, 8	eqeq12d 2247	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ∅ → (((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) ↔ ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅))))
10		oveq2 6058	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑦))
11		oveq2 6058	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o 𝑦))
12	11	oveq2d 6066	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑦)))
13	10, 12	eqeq12d 2247	. . . . 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 6058	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = ((𝐴 ·o 𝐵) ·o suc 𝑦))
15		oveq2 6058	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐵 ·o 𝑥) = (𝐵 ·o suc 𝑦))
16	15	oveq2d 6066	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥)) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o suc 𝑦)))
17	14, 16	eqeq12d 2247	. . . . 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 6714	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ ω)
19		nnm0 6708	. . . . . . 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 6708	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ ω → (𝐵 ·o ∅) = ∅)
22	21	oveq2d 6066	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ ω → (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)) = (𝐴 ·o ∅))
23		nnm0 6708	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ·o ∅) = ∅)
24	22, 23	sylan9eqr 2287	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)) = ∅)
25	20, 24	eqtr4d 2268	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o ∅) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o ∅)))
26		oveq1 6057	. . . . . . . . 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 6710	. . . . . . . . . . . 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 1221	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o suc 𝑦) = (((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑦) +o (𝐴 ·o 𝐵)))
30		nnmsuc 6710	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ·o suc 𝑦) = ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵))
31	30	3adant1 1042	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ·o suc 𝑦) = ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵))
32	31	oveq2d 6066	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ·o (𝐵 ·o suc 𝑦)) = (𝐴 ·o ((𝐵 ·o 𝑦) +o 𝐵)))
33		nnmcl 6714	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐵 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐵 ·o 𝑦) ∈ ω)
34		nndi 6719	. . . . . . . . . . . . . . . . 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 1308	. . . . . . . . . . . . . . . 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 1229	. . . . . . . . . . . . . . 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 1220	. . . . . . . . . . 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 2265	. . . . . . . . . 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 2247	. . . . . . . . 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 1229	. . . . . . 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 4723	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ω → ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝑥) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝑥))))
48	5, 47	vtoclga 2881	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ ω → ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶))))
49	48	expdcom 1488	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐵 ∈ ω → (𝐶 ∈ ω → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))))
50	49	3imp 1220	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω ∧ 𝐶 ∈ ω) → ((𝐴 ·o 𝐵) ·o 𝐶) = (𝐴 ·o (𝐵 ·o 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 1005   = wceq 1398   ∈ wcel 2203  ∅c0 3508  suc csuc 4486  ωcom 4712  (class class class)co 6050   +_o coa 6644   ·_o comu 6645

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 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-coll 4225  ax-sep 4228  ax-nul 4236  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659  ax-iinf 4710

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rab 2529  df-v 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-nul 3509  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-int 3950  df-iun 3993  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-tr 4209  df-id 4414  df-iord 4487  df-on 4489  df-suc 4492  df-iom 4713  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-recs 6536  df-irdg 6601  df-oadd 6651  df-omul 6652

This theorem is referenced by:  mulasspig  7647  enq0tr  7749  addcmpblnq0  7758  mulcmpblnq0  7759  mulcanenq0ec  7760  distrnq0  7774  addassnq0  7777