MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  srgpcompp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem srgpcompp 20237
Description: If two elements of a semiring commute, they also commute if the elements are raised to a higher power. (Contributed by AV, 23-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
srgpcomp.s 𝑆 = (Base‘𝑅)
srgpcomp.m × = (.r𝑅)
srgpcomp.g 𝐺 = (mulGrp‘𝑅)
srgpcomp.e = (.g𝐺)
srgpcomp.r (𝜑𝑅 ∈ SRing)
srgpcomp.a (𝜑𝐴𝑆)
srgpcomp.b (𝜑𝐵𝑆)
srgpcomp.k (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
srgpcomp.c (𝜑 → (𝐴 × 𝐵) = (𝐵 × 𝐴))
srgpcompp.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
Assertion
Ref Expression
srgpcompp (𝜑 → (((𝑁 𝐴) × (𝐾 𝐵)) × 𝐴) = (((𝑁 + 1) 𝐴) × (𝐾 𝐵)))

Proof of Theorem srgpcompp
StepHypRef Expression
1 srgpcomp.r . . 3 (𝜑𝑅 ∈ SRing)
2 srgpcomp.g . . . . 5 𝐺 = (mulGrp‘𝑅)
3 srgpcomp.s . . . . 5 𝑆 = (Base‘𝑅)
42, 3mgpbas 20158 . . . 4 𝑆 = (Base‘𝐺)
5 srgpcomp.e . . . 4 = (.g𝐺)
62srgmgp 20209 . . . . 5 (𝑅 ∈ SRing → 𝐺 ∈ Mnd)
71, 6syl 17 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ Mnd)
8 srgpcompp.n . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
9 srgpcomp.a . . . 4 (𝜑𝐴𝑆)
104, 5, 7, 8, 9mulgnn0cld 19126 . . 3 (𝜑 → (𝑁 𝐴) ∈ 𝑆)
11 srgpcomp.k . . . 4 (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
12 srgpcomp.b . . . 4 (𝜑𝐵𝑆)
134, 5, 7, 11, 12mulgnn0cld 19126 . . 3 (𝜑 → (𝐾 𝐵) ∈ 𝑆)
14 srgpcomp.m . . . 4 × = (.r𝑅)
153, 14srgass 20212 . . 3 ((𝑅 ∈ SRing ∧ ((𝑁 𝐴) ∈ 𝑆 ∧ (𝐾 𝐵) ∈ 𝑆𝐴𝑆)) → (((𝑁 𝐴) × (𝐾 𝐵)) × 𝐴) = ((𝑁 𝐴) × ((𝐾 𝐵) × 𝐴)))
161, 10, 13, 9, 15syl13anc 1371 . 2 (𝜑 → (((𝑁 𝐴) × (𝐾 𝐵)) × 𝐴) = ((𝑁 𝐴) × ((𝐾 𝐵) × 𝐴)))
17 srgpcomp.c . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 × 𝐵) = (𝐵 × 𝐴))
183, 14, 2, 5, 1, 9, 12, 11, 17srgpcomp 20236 . . . 4 (𝜑 → ((𝐾 𝐵) × 𝐴) = (𝐴 × (𝐾 𝐵)))
1918oveq2d 7447 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 𝐴) × ((𝐾 𝐵) × 𝐴)) = ((𝑁 𝐴) × (𝐴 × (𝐾 𝐵))))
203, 14srgass 20212 . . . 4 ((𝑅 ∈ SRing ∧ ((𝑁 𝐴) ∈ 𝑆𝐴𝑆 ∧ (𝐾 𝐵) ∈ 𝑆)) → (((𝑁 𝐴) × 𝐴) × (𝐾 𝐵)) = ((𝑁 𝐴) × (𝐴 × (𝐾 𝐵))))
211, 10, 9, 13, 20syl13anc 1371 . . 3 (𝜑 → (((𝑁 𝐴) × 𝐴) × (𝐾 𝐵)) = ((𝑁 𝐴) × (𝐴 × (𝐾 𝐵))))
2219, 21eqtr4d 2778 . 2 (𝜑 → ((𝑁 𝐴) × ((𝐾 𝐵) × 𝐴)) = (((𝑁 𝐴) × 𝐴) × (𝐾 𝐵)))
232, 14mgpplusg 20156 . . . . . 6 × = (+g𝐺)
244, 5, 23mulgnn0p1 19116 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑁 ∈ ℕ0𝐴𝑆) → ((𝑁 + 1) 𝐴) = ((𝑁 𝐴) × 𝐴))
257, 8, 9, 24syl3anc 1370 . . . 4 (𝜑 → ((𝑁 + 1) 𝐴) = ((𝑁 𝐴) × 𝐴))
2625eqcomd 2741 . . 3 (𝜑 → ((𝑁 𝐴) × 𝐴) = ((𝑁 + 1) 𝐴))
2726oveq1d 7446 . 2 (𝜑 → (((𝑁 𝐴) × 𝐴) × (𝐾 𝐵)) = (((𝑁 + 1) 𝐴) × (𝐾 𝐵)))
2816, 22, 273eqtrd 2779 1 (𝜑 → (((𝑁 𝐴) × (𝐾 𝐵)) × 𝐴) = (((𝑁 + 1) 𝐴) × (𝐾 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1537  wcel 2106  cfv 6563  (class class class)co 7431  1c1 11154   + caddc 11156  0cn0 12524  Basecbs 17245  .rcmulr 17299  Mndcmnd 18760  .gcmg 19098  mulGrpcmgp 20152  SRingcsrg 20204
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-fz 13545  df-seq 14040  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-plusg 17311  df-0g 17488  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-mulg 19099  df-mgp 20153  df-ur 20200  df-srg 20205
This theorem is referenced by:  srgpcomppsc  20238
  Copyright terms: Public domain W3C validator