Theorem nnmulcom 42011

Description: Multiplication is commutative for natural numbers. (Contributed by SN, 5-Feb-2024.)

Assertion

Ref	Expression
nnmulcom	⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))

Proof of Theorem nnmulcom

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq1 7423	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑥 · 𝐵) = (1 · 𝐵))
2		oveq2 7424	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · 1))
3	1, 2	eqeq12d 2742	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 1 → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1)))
4	3	imbi2d 339	. . 3 ⊢ (𝑥 = 1 → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1))))
5		oveq1 7423	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 · 𝐵) = (𝑦 · 𝐵))
6		oveq2 7424	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · 𝑦))
7	5, 6	eqeq12d 2742	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)))
8	7	imbi2d 339	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦))))
9		oveq1 7423	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑥 · 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵))
10		oveq2 7424	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))
11	9, 10	eqeq12d 2742	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1))))
12	11	imbi2d 339	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))))
13		oveq1 7423	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 · 𝐵) = (𝐴 · 𝐵))
14		oveq2 7424	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · 𝐴))
15	13, 14	eqeq12d 2742	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴)))
16	15	imbi2d 339	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))))
17		nnmul1com 42010	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1))
18		simp3 1135	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦))
19	17	3ad2ant2 1131	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1))
20	18, 19	oveq12d 7434	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → ((𝑦 · 𝐵) + (1 · 𝐵)) = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐵 · 1)))
21		simp1 1133	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℕ)
22		1nn 12269	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℕ
23	22	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 1 ∈ ℕ)
24		simp2 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝐵 ∈ ℕ)
25		nnadddir 42009	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 1 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵) + (1 · 𝐵)))
26	21, 23, 24, 25	syl3anc 1368	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵) + (1 · 𝐵)))
27	24	nncnd 12274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝐵 ∈ ℂ)
28	21	nncnd 12274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℂ)
29		1cnd 11250	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 1 ∈ ℂ)
30	27, 28, 29	adddid 11279	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (𝐵 · (𝑦 + 1)) = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐵 · 1)))
31	20, 26, 30	3eqtr4d 2776	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))
32	31	3exp 1116	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → ((𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))))
33	32	a2d 29	. . 3 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (𝐵 ∈ ℕ → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))))
34	4, 8, 12, 16, 17, 33	nnind 12276	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴)))
35	34	imp 405	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   ∧ w3a 1084   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  (class class class)co 7416  1c1 11150   + caddc 11152   · cmul 11154  ℕcn 12258

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2697  ax-sep 5296  ax-nul 5303  ax-pr 5425  ax-un 7738  ax-1cn 11207  ax-icn 11208  ax-addcl 11209  ax-addrcl 11210  ax-mulcl 11211  ax-mulrcl 11212  ax-addass 11214  ax-distr 11216  ax-i2m1 11217  ax-1ne0 11218  ax-1rid 11219  ax-rrecex 11221  ax-cnre 11222

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2931  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3464  df-sbc 3776  df-csb 3892  df-dif 3949  df-un 3951  df-in 3953  df-ss 3963  df-pss 3966  df-nul 4323  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4906  df-iun 4995  df-br 5146  df-opab 5208  df-mpt 5229  df-tr 5263  df-id 5572  df-eprel 5578  df-po 5586  df-so 5587  df-fr 5629  df-we 5631  df-xp 5680  df-rel 5681  df-cnv 5682  df-co 5683  df-dm 5684  df-rn 5685  df-res 5686  df-ima 5687  df-pred 6304  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6498  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-ov 7419  df-om 7869  df-2nd 7996  df-frecs 8288  df-wrecs 8319  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-nn 12259

This theorem is referenced by:  nn0mulcom  42165  zmulcomlem  42166  zmulcom  42167