Theorem sadass 16400

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 16391	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd 𝐵) ⊆ ℕ0)
2		sadcl 16391	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 sadd 𝐵) ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
3	1, 2	stoic3 1778	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
4	3	sseld 3931	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) → 𝑘 ∈ ℕ0))
5		simp1 1137	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → 𝐴 ⊆ ℕ0)
6		sadcl 16391	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
7	6	3adant1 1131	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
8		sadcl 16391	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ⊆ ℕ0)
9	5, 7, 8	syl2anc 585	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ⊆ ℕ0)
10	9	sseld 3931	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) → 𝑘 ∈ ℕ0))
11		simpl1 1193	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 ⊆ ℕ0)
12		simpl2 1194	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐵 ⊆ ℕ0)
13		simpl3 1195	. . . . . . . 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 12419	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℕ0
16	15	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℕ0)
17	14, 16	nn0addcld 12468	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
18	11, 12, 13, 17	sadasslem 16399	. . . . . . 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 2821	. . . . . 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 3916	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ (((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∩ (0..^(𝑘 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1))))
21		elin 3916	. . . . . 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 313	. . . . 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 12791	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
24	14, 23	eleqtrdi 2845	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘0))
25		eluzfz2 13450	. . . . . . . 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 12515	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℤ)
28		fzval3 13652	. . . . . . . 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 2837	. . . . . 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 311	. . . 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 379	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ↔ 𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶))))
36	35	eqrdv 2733	1 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) = (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ∩ cin 3899   ⊆ wss 3900  ‘cfv 6491  (class class class)co 7358  0cc0 11028  1c1 11029   + caddc 11031  ℕ₀cn0 12403  ℤcz 12490  ℤ_≥cuz 12753  ...cfz 13425  ..^cfzo 13572   sadd csad 16349

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2183  ax-ext 2707  ax-rep 5223  ax-sep 5240  ax-nul 5250  ax-pow 5309  ax-pr 5376  ax-un 7680  ax-inf2 9552  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-xor 1514  df-tru 1545  df-fal 1555  df-had 1596  df-cad 1609  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2538  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2810  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3349  df-reu 3350  df-rab 3399  df-v 3441  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4285  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-uni 4863  df-int 4902  df-iun 4947  df-disj 5065  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-se 5577  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6258  df-ord 6319  df-on 6320  df-lim 6321  df-suc 6322  df-iota 6447  df-fun 6493  df-fn 6494  df-f 6495  df-f1 6496  df-fo 6497  df-f1o 6498  df-fv 6499  df-isom 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-1o 8397  df-2o 8398  df-oadd 8401  df-er 8635  df-map 8767  df-pm 8768  df-en 8886  df-dom 8887  df-sdom 8888  df-fin 8889  df-sup 9347  df-inf 9348  df-oi 9417  df-dju 9815  df-card 9853  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12148  df-2 12210  df-3 12211  df-n0 12404  df-xnn0 12477  df-z 12491  df-uz 12754  df-rp 12908  df-fz 13426  df-fzo 13573  df-fl 13714  df-mod 13792  df-seq 13927  df-exp 13987  df-hash 14256  df-cj 15024  df-re 15025  df-im 15026  df-sqrt 15160  df-abs 15161  df-clim 15413  df-sum 15612  df-dvds 16182  df-bits 16351  df-sad 16380

This theorem is referenced by:  bitsres  16402