Theorem lcmfass 16821

Description: Associative law for the lcm function. (Contributed by AV, 27-Aug-2020.)

Assertion

Ref	Expression
lcmfass	⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})))

Proof of Theorem lcmfass

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lcmfcl 16803	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘𝑌) ∈ ℕ0)
2	1	nn0zd 12718	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘𝑌) ∈ ℤ)
3		lcmfsn 16810	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℤ → (lcm‘{(lcm‘𝑌)}) = (abs‘(lcm‘𝑌)))
4	2, 3	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘{(lcm‘𝑌)}) = (abs‘(lcm‘𝑌)))
5		nn0re 12615	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℕ0 → (lcm‘𝑌) ∈ ℝ)
6		nn0ge0 12631	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (lcm‘𝑌))
7	5, 6	jca 521	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑌) ∈ ℕ0 → ((lcm‘𝑌) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑌)))
8		absid 15463	. . . . 5 ⊢ (((lcm‘𝑌) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑌)) → (abs‘(lcm‘𝑌)) = (lcm‘𝑌))
9	1, 7, 8	3syl 19	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (abs‘(lcm‘𝑌)) = (lcm‘𝑌))
10	4, 9	eqtrd 2796	. . 3 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → (lcm‘{(lcm‘𝑌)}) = (lcm‘𝑌))
11		lcmfcl 16803	. . . . . 6 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘𝑍) ∈ ℕ0)
12	11	nn0zd 12718	. . . . 5 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘𝑍) ∈ ℤ)
13		lcmfsn 16810	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℤ → (lcm‘{(lcm‘𝑍)}) = (abs‘(lcm‘𝑍)))
14	12, 13	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘{(lcm‘𝑍)}) = (abs‘(lcm‘𝑍)))
15		nn0re 12615	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℕ0 → (lcm‘𝑍) ∈ ℝ)
16		nn0ge0 12631	. . . . . 6 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℕ0 → 0 ≤ (lcm‘𝑍))
17	15, 16	jca 521	. . . . 5 ⊢ ((lcm‘𝑍) ∈ ℕ0 → ((lcm‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑍)))
18		absid 15463	. . . . 5 ⊢ (((lcm‘𝑍) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (lcm‘𝑍)) → (abs‘(lcm‘𝑍)) = (lcm‘𝑍))
19	11, 17, 18	3syl 19	. . . 4 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (abs‘(lcm‘𝑍)) = (lcm‘𝑍))
20	14, 19	eqtr2d 2797	. . 3 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → (lcm‘𝑍) = (lcm‘{(lcm‘𝑍)}))
21	10, 20	oveqan12d 7439	. 2 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → ((lcm‘{(lcm‘𝑌)}) lcm (lcm‘𝑍)) = ((lcm‘𝑌) lcm (lcm‘{(lcm‘𝑍)})))
22	2	snssd 4747	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → {(lcm‘𝑌)} ⊆ ℤ)
23		snfi 9071	. . . 4 ⊢ {(lcm‘𝑌)} ∈ Fin
24	22, 23	jctir 530	. . 3 ⊢ ((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) → ({(lcm‘𝑌)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑌)} ∈ Fin))
25		lcmfun 16820	. . 3 ⊢ ((({(lcm‘𝑌)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑌)} ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = ((lcm‘{(lcm‘𝑌)}) lcm (lcm‘𝑍)))
26	24, 25	sylan 592	. 2 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = ((lcm‘{(lcm‘𝑌)}) lcm (lcm‘𝑍)))
27	12	snssd 4747	. . . 4 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → {(lcm‘𝑍)} ⊆ ℤ)
28		snfi 9071	. . . 4 ⊢ {(lcm‘𝑍)} ∈ Fin
29	27, 28	jctir 530	. . 3 ⊢ ((𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin) → ({(lcm‘𝑍)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑍)} ∈ Fin))
30		lcmfun 16820	. . 3 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ ({(lcm‘𝑍)} ⊆ ℤ ∧ {(lcm‘𝑍)} ∈ Fin)) → (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})) = ((lcm‘𝑌) lcm (lcm‘{(lcm‘𝑍)})))
31	29, 30	sylan2 605	. 2 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})) = ((lcm‘𝑌) lcm (lcm‘{(lcm‘𝑍)})))
32	21, 26, 31	3eqtr4d 2806	1 ⊢ (((𝑌 ⊆ ℤ ∧ 𝑌 ∈ Fin) ∧ (𝑍 ⊆ ℤ ∧ 𝑍 ∈ Fin)) → (lcm‘({(lcm‘𝑌)} ∪ 𝑍)) = (lcm‘(𝑌 ∪ {(lcm‘𝑍)})))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ∪ cun 3897   ⊆ wss 3899  {csn 4584   class class class wbr 5103  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  ℝcr 11199  0cc0 11200   ≤ cle 11344  ℕ₀cn0 12606  ℤcz 12693  abscabs 15401   lcm clcm 16763  lcmclcmf 16764

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-inf2 9642  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-inf 9435  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-fl 13932  df-mod 14010  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-clim 15655  df-prod 16073  df-dvds 16423  df-gcd 16665  df-lcm 16765  df-lcmf 16766

This theorem is used by: (None)