Theorem sadass 16106

Description: Sequence addition is associative. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2016.)

Assertion

Ref	Expression
sadass	⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) = (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)))

Proof of Theorem sadass

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sadcl 16097	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd 𝐵) ⊆ ℕ0)
2		sadcl 16097	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 sadd 𝐵) ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
3	1, 2	stoic3 1780	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
4	3	sseld 3916	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) → 𝑘 ∈ ℕ0))
5		simp1 1134	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → 𝐴 ⊆ ℕ0)
6		sadcl 16097	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
7	6	3adant1 1128	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
8		sadcl 16097	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ⊆ ℕ0)
9	5, 7, 8	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ⊆ ℕ0)
10	9	sseld 3916	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) → 𝑘 ∈ ℕ0))
11		simpl1 1189	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 ⊆ ℕ0)
12		simpl2 1190	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐵 ⊆ ℕ0)
13		simpl3 1191	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐶 ⊆ ℕ0)
14		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
15		1nn0 12179	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℕ0
16	15	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℕ0)
17	14, 16	nn0addcld 12227	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
18	11, 12, 13, 17	sadasslem 16105	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∩ (0..^(𝑘 + 1))) = ((𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ∩ (0..^(𝑘 + 1))))
19	18	eleq2d 2824	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ∈ (((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∩ (0..^(𝑘 + 1))) ↔ 𝑘 ∈ ((𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ∩ (0..^(𝑘 + 1)))))
20		elin 3899	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ (((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∩ (0..^(𝑘 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1))))
21		elin 3899	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ∩ (0..^(𝑘 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1))))
22	19, 20, 21	3bitr3g 312	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1)))))
23		nn0uz 12549	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
24	14, 23	eleqtrdi 2849	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘0))
25		eluzfz2 13193	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ (ℤ≥‘0) → 𝑘 ∈ (0...𝑘))
26	24, 25	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ (0...𝑘))
27	14	nn0zd 12353	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℤ)
28		fzval3 13384	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ ℤ → (0...𝑘) = (0..^(𝑘 + 1)))
29	27, 28	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (0...𝑘) = (0..^(𝑘 + 1)))
30	26, 29	eleqtrd 2841	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1)))
31	30	biantrud 531	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ↔ (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1)))))
32	30	biantrud 531	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ↔ (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1)))))
33	22, 31, 32	3bitr4d 310	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ↔ 𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶))))
34	33	ex 412	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ↔ 𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)))))
35	4, 10, 34	pm5.21ndd 380	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ↔ 𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶))))
36	35	eqrdv 2736	1 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) = (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   ∩ cin 3882   ⊆ wss 3883  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  0cc0 10802  1c1 10803   + caddc 10805  ℕ₀cn0 12163  ℤcz 12249  ℤ_≥cuz 12511  ...cfz 13168  ..^cfzo 13311   sadd csad 16055

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-inf2 9329  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-xor 1504  df-tru 1542  df-fal 1552  df-had 1596  df-cad 1610  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-disj 5036  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-oadd 8271  df-er 8456  df-map 8575  df-pm 8576  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-sup 9131  df-inf 9132  df-oi 9199  df-dju 9590  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-n0 12164  df-xnn0 12236  df-z 12250  df-uz 12512  df-rp 12660  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-fl 13440  df-mod 13518  df-seq 13650  df-exp 13711  df-hash 13973  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-clim 15125  df-sum 15326  df-dvds 15892  df-bits 16057  df-sad 16086

This theorem is referenced by:  bitsres  16108