Theorem nnmulcom 12268

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 7399	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑥 · 𝐵) = (1 · 𝐵))
2		oveq2 7400	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · 1))
3	1, 2	eqeq12d 2777	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 1 → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1)))
4	3	imbi2d 342	. . 3 ⊢ (𝑥 = 1 → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1))))
5		oveq1 7399	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 · 𝐵) = (𝑦 · 𝐵))
6		oveq2 7400	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · 𝑦))
7	5, 6	eqeq12d 2777	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)))
8	7	imbi2d 342	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦))))
9		oveq1 7399	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑥 · 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵))
10		oveq2 7400	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))
11	9, 10	eqeq12d 2777	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1))))
12	11	imbi2d 342	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))))
13		oveq1 7399	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 · 𝐵) = (𝐴 · 𝐵))
14		oveq2 7400	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝐵 · 𝑥) = (𝐵 · 𝐴))
15	13, 14	eqeq12d 2777	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥) ↔ (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴)))
16	15	imbi2d 342	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝐵 ∈ ℕ → (𝑥 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑥)) ↔ (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))))
17		nnmul1com 12267	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ ℕ → (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1))
18		simp3 1150	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦))
19	17	3ad2ant2 1146	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (1 · 𝐵) = (𝐵 · 1))
20	18, 19	oveq12d 7410	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → ((𝑦 · 𝐵) + (1 · 𝐵)) = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐵 · 1)))
21		simp1 1148	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℕ)
22		1nn 12218	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℕ
23	22	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 1 ∈ ℕ)
24		simp2 1149	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝐵 ∈ ℕ)
25		nnadddir 12266	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 1 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵) + (1 · 𝐵)))
26	21, 23, 24, 25	syl3anc 1389	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵) + (1 · 𝐵)))
27	24	nncnd 12223	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝐵 ∈ ℂ)
28	21	nncnd 12223	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 𝑦 ∈ ℂ)
29		1cnd 11172	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → 1 ∈ ℂ)
30	27, 28, 29	adddid 11203	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → (𝐵 · (𝑦 + 1)) = ((𝐵 · 𝑦) + (𝐵 · 1)))
31	20, 26, 30	3eqtr4d 2806	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ ∧ (𝑦 · 𝐵) = (𝐵 · 𝑦)) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = (𝐵 · (𝑦 + 1)))
32	31	3exp 1131	. . . 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 12225	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℕ → (𝐵 ∈ ℕ → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴)))
35	34	imp 410	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ) → (𝐴 · 𝐵) = (𝐵 · 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   ∧ w3a 1097   = wceq 1559   ∈ wcel 2141  (class class class)co 7392  1c1 11071   + caddc 11073   · cmul 11075  ℕcn 12207

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-addass 11135  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3076  df-rex 3086  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-iun 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-ov 7395  df-om 7843  df-2nd 7967  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-nn 12208

This theorem is referenced by:  nn0mulcom  43052  zmulcomlem  43053  zmulcom  43054  nnmul2b  47889  nndivides2  47942  nprmmul1  48097  nprmmul2  48098