Theorem sadass 16508

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 16499	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd 𝐵) ⊆ ℕ0)
2		sadcl 16499	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 sadd 𝐵) ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
3	1, 2	stoic3 1776	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ⊆ ℕ0)
4	3	sseld 3982	. . 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 16499	. . . . . 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 16499	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ (𝐵 sadd 𝐶) ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ⊆ ℕ0)
9	5, 7, 8	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) ⊆ ℕ0)
10	9	sseld 3982	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) → (𝑘 ∈ (𝐴 sadd (𝐵 sadd 𝐶)) → 𝑘 ∈ ℕ0))
11		simpl1 1192	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 ⊆ ℕ0)
12		simpl2 1193	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐵 ⊆ ℕ0)
13		simpl3 1194	. . . . . . . 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 12542	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ ℕ0
16	15	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℕ0)
17	14, 16	nn0addcld 12591	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 + 1) ∈ ℕ0)
18	11, 12, 13, 17	sadasslem 16507	. . . . . . 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 2827	. . . . . 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 3967	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ (((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∩ (0..^(𝑘 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ ((𝐴 sadd 𝐵) sadd 𝐶) ∧ 𝑘 ∈ (0..^(𝑘 + 1))))
21		elin 3967	. . . . . 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 12920	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
24	14, 23	eleqtrdi 2851	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ (ℤ≥‘0))
25		eluzfz2 13572	. . . . . . . 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 12639	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐵 ⊆ ℕ0 ∧ 𝐶 ⊆ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℤ)
28		fzval3 13773	. . . . . . . 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 2843	. . . . . 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 2735	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 1540   ∈ wcel 2108   ∩ cin 3950   ⊆ wss 3951  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431  0cc0 11155  1c1 11156   + caddc 11158  ℕ₀cn0 12526  ℤcz 12613  ℤ_≥cuz 12878  ...cfz 13547  ..^cfzo 13694   sadd csad 16457

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-inf2 9681  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-pre-sup 11233

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-xor 1512  df-tru 1543  df-fal 1553  df-had 1594  df-cad 1607  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-disj 5111  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-oadd 8510  df-er 8745  df-map 8868  df-pm 8869  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-sup 9482  df-inf 9483  df-oi 9550  df-dju 9941  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-n0 12527  df-xnn0 12600  df-z 12614  df-uz 12879  df-rp 13035  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-fl 13832  df-mod 13910  df-seq 14043  df-exp 14103  df-hash 14370  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-clim 15524  df-sum 15723  df-dvds 16291  df-bits 16459  df-sad 16488

This theorem is referenced by:  bitsres  16510