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Theorem mulgnn0di 15440
Description: Group multiple of a sum, for nonnegative multiples. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
mulgdi.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
mulgdi.m  |-  .x.  =  (.g
`  G )
mulgdi.p  |-  .+  =  ( +g  `  G )
Assertion
Ref Expression
mulgnn0di  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  -> 
( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( ( M 
.x.  X )  .+  ( M  .x.  Y ) ) )

Proof of Theorem mulgnn0di
Dummy variables  x  k  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cmnmnd 15419 . . . . . 6  |-  ( G  e. CMnd  ->  G  e.  Mnd )
21ad2antrr 707 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  G  e. 
Mnd )
3 mulgdi.b . . . . . . 7  |-  B  =  ( Base `  G
)
4 mulgdi.p . . . . . . 7  |-  .+  =  ( +g  `  G )
53, 4mndcl 14687 . . . . . 6  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  ( x  .+  y
)  e.  B )
653expb 1154 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  B
) )  ->  (
x  .+  y )  e.  B )
72, 6sylan 458 . . . 4  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( x  .+  y )  e.  B
)
8 simpll 731 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  G  e. CMnd
)
93, 4cmncom 15420 . . . . . 6  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  (
x  .+  y )  =  ( y  .+  x ) )
1093expb 1154 . . . . 5  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( x  .+  y )  =  ( y  .+  x ) )
118, 10sylan 458 . . . 4  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( x  .+  y )  =  ( y  .+  x ) )
123, 4mndass 14688 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B
) )  ->  (
( x  .+  y
)  .+  z )  =  ( x  .+  ( y  .+  z
) ) )
132, 12sylan 458 . . . 4  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B )
)  ->  ( (
x  .+  y )  .+  z )  =  ( x  .+  ( y 
.+  z ) ) )
14 simpr 448 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  M  e.  NN )
15 nnuz 10513 . . . . 5  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
1614, 15syl6eleq 2525 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  M  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
17 simplr2 1000 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  X  e.  B )
18 elfznn 11072 . . . . . 6  |-  ( k  e.  ( 1 ... M )  ->  k  e.  NN )
19 fvconst2g 5937 . . . . . 6  |-  ( ( X  e.  B  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( NN  X.  { X } ) `  k )  =  X )
2017, 18, 19syl2an 464 . . . . 5  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( NN  X.  { X } ) `  k
)  =  X )
2117adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  X  e.  B )
2220, 21eqeltrd 2509 . . . 4  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( NN  X.  { X } ) `  k
)  e.  B )
23 simplr3 1001 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  Y  e.  B )
24 fvconst2g 5937 . . . . . 6  |-  ( ( Y  e.  B  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( NN  X.  { Y } ) `  k )  =  Y )
2523, 18, 24syl2an 464 . . . . 5  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( NN  X.  { Y } ) `  k
)  =  Y )
2623adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  Y  e.  B )
2725, 26eqeltrd 2509 . . . 4  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( NN  X.  { Y } ) `  k
)  e.  B )
283, 4mndcl 14687 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y
)  e.  B )
292, 17, 23, 28syl3anc 1184 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( X 
.+  Y )  e.  B )
30 fvconst2g 5937 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  .+  Y
)  e.  B  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( NN  X.  { ( X  .+  Y ) } ) `
 k )  =  ( X  .+  Y
) )
3129, 18, 30syl2an 464 . . . . 5  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( NN  X.  {
( X  .+  Y
) } ) `  k )  =  ( X  .+  Y ) )
3220, 25oveq12d 6091 . . . . 5  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( ( NN  X.  { X } ) `  k )  .+  (
( NN  X.  { Y } ) `  k
) )  =  ( X  .+  Y ) )
3331, 32eqtr4d 2470 . . . 4  |-  ( ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  /\  k  e.  ( 1 ... M
) )  ->  (
( NN  X.  {
( X  .+  Y
) } ) `  k )  =  ( ( ( NN  X.  { X } ) `  k )  .+  (
( NN  X.  { Y } ) `  k
) ) )
347, 11, 13, 16, 22, 27, 33seqcaopr 11352 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  (  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  {
( X  .+  Y
) } ) ) `
 M )  =  ( (  seq  1
(  .+  ,  ( NN  X.  { X }
) ) `  M
)  .+  (  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  { Y } ) ) `  M ) ) )
35 mulgdi.m . . . . 5  |-  .x.  =  (.g
`  G )
36 eqid 2435 . . . . 5  |-  seq  1
(  .+  ,  ( NN  X.  { ( X 
.+  Y ) } ) )  =  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  {
( X  .+  Y
) } ) )
373, 4, 35, 36mulgnn 14888 . . . 4  |-  ( ( M  e.  NN  /\  ( X  .+  Y )  e.  B )  -> 
( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  (  seq  1
(  .+  ,  ( NN  X.  { ( X 
.+  Y ) } ) ) `  M
) )
3814, 29, 37syl2anc 643 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( M 
.x.  ( X  .+  Y ) )  =  (  seq  1 ( 
.+  ,  ( NN 
X.  { ( X 
.+  Y ) } ) ) `  M
) )
39 eqid 2435 . . . . . 6  |-  seq  1
(  .+  ,  ( NN  X.  { X }
) )  =  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  { X } ) )
403, 4, 35, 39mulgnn 14888 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  NN  /\  X  e.  B )  ->  ( M  .x.  X
)  =  (  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  { X } ) ) `  M ) )
4114, 17, 40syl2anc 643 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( M 
.x.  X )  =  (  seq  1 ( 
.+  ,  ( NN 
X.  { X }
) ) `  M
) )
42 eqid 2435 . . . . . 6  |-  seq  1
(  .+  ,  ( NN  X.  { Y }
) )  =  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  { Y } ) )
433, 4, 35, 42mulgnn 14888 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  NN  /\  Y  e.  B )  ->  ( M  .x.  Y
)  =  (  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  { Y } ) ) `  M ) )
4414, 23, 43syl2anc 643 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( M 
.x.  Y )  =  (  seq  1 ( 
.+  ,  ( NN 
X.  { Y }
) ) `  M
) )
4541, 44oveq12d 6091 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( ( M  .x.  X ) 
.+  ( M  .x.  Y ) )  =  ( (  seq  1
(  .+  ,  ( NN  X.  { X }
) ) `  M
)  .+  (  seq  1 (  .+  , 
( NN  X.  { Y } ) ) `  M ) ) )
4634, 38, 453eqtr4d 2477 . 2  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( M 
.x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( ( M  .x.  X )  .+  ( M  .x.  Y ) ) )
471ad2antrr 707 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  G  e.  Mnd )
48 simplr2 1000 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  X  e.  B )
49 simplr3 1001 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  Y  e.  B )
5047, 48, 49, 28syl3anc 1184 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( X  .+  Y )  e.  B )
51 eqid 2435 . . . . . 6  |-  ( 0g
`  G )  =  ( 0g `  G
)
523, 51, 35mulg0 14887 . . . . 5  |-  ( ( X  .+  Y )  e.  B  ->  (
0  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( 0g `  G
) )
5350, 52syl 16 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
0  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( 0g `  G
) )
54 eqid 2435 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  G )  =  (
Base `  G )
5554, 51mndidcl 14706 . . . . . . 7  |-  ( G  e.  Mnd  ->  ( 0g `  G )  e.  ( Base `  G
) )
5654, 4, 51mndlid 14708 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( 0g `  G )  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
( 0g `  G
)  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G
) )
5755, 56mpdan 650 . . . . . 6  |-  ( G  e.  Mnd  ->  (
( 0g `  G
)  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G
) )
581, 57syl 16 . . . . 5  |-  ( G  e. CMnd  ->  ( ( 0g
`  G )  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g
`  G ) )
5958ad2antrr 707 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
( 0g `  G
)  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G
) )
6053, 59eqtr4d 2470 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
0  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( ( 0g `  G )  .+  ( 0g `  G ) ) )
61 simpr 448 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  M  =  0 )
6261oveq1d 6088 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( 0  .x.  ( X  .+  Y ) ) )
6361oveq1d 6088 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  X )  =  ( 0  .x.  X
) )
643, 51, 35mulg0 14887 . . . . . 6  |-  ( X  e.  B  ->  (
0  .x.  X )  =  ( 0g `  G ) )
6548, 64syl 16 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
0  .x.  X )  =  ( 0g `  G ) )
6663, 65eqtrd 2467 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  X )  =  ( 0g `  G
) )
6761oveq1d 6088 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  Y )  =  ( 0  .x.  Y
) )
683, 51, 35mulg0 14887 . . . . . 6  |-  ( Y  e.  B  ->  (
0  .x.  Y )  =  ( 0g `  G ) )
6949, 68syl 16 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
0  .x.  Y )  =  ( 0g `  G ) )
7067, 69eqtrd 2467 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  Y )  =  ( 0g `  G
) )
7166, 70oveq12d 6091 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
( M  .x.  X
)  .+  ( M  .x.  Y ) )  =  ( ( 0g `  G )  .+  ( 0g `  G ) ) )
7260, 62, 713eqtr4d 2477 . 2  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( ( M  .x.  X )  .+  ( M  .x.  Y ) ) )
73 simpr1 963 . . 3  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  ->  M  e.  NN0 )
74 elnn0 10215 . . 3  |-  ( M  e.  NN0  <->  ( M  e.  NN  \/  M  =  0 ) )
7573, 74sylib 189 . 2  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  -> 
( M  e.  NN  \/  M  =  0
) )
7646, 72, 75mpjaodan 762 1  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  -> 
( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( ( M 
.x.  X )  .+  ( M  .x.  Y ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    \/ wo 358    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1652    e. wcel 1725   {csn 3806    X. cxp 4868   ` cfv 5446  (class class class)co 6073   0cc0 8982   1c1 8983   NNcn 9992   NN0cn0 10213   ZZ>=cuz 10480   ...cfz 11035    seq cseq 11315   Basecbs 13461   +g cplusg 13521   0gc0g 13715   Mndcmnd 14676  .gcmg 14681  CMndccmn 15404
This theorem is referenced by:  mulgdi  15441  mulgmhm  15442
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-rep 4312  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693  ax-inf2 7588  ax-cnex 9038  ax-resscn 9039  ax-1cn 9040  ax-icn 9041  ax-addcl 9042  ax-addrcl 9043  ax-mulcl 9044  ax-mulrcl 9045  ax-mulcom 9046  ax-addass 9047  ax-mulass 9048  ax-distr 9049  ax-i2m1 9050  ax-1ne0 9051  ax-1rid 9052  ax-rnegex 9053  ax-rrecex 9054  ax-cnre 9055  ax-pre-lttri 9056  ax-pre-lttrn 9057  ax-pre-ltadd 9058  ax-pre-mulgt0 9059
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2284  df-mo 2285  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2702  df-rex 2703  df-reu 2704  df-rmo 2705  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-csb 3244  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-pss 3328  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-iun 4087  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-tr 4295  df-eprel 4486  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-we 4535  df-ord 4576  df-on 4577  df-lim 4578  df-suc 4579  df-om 4838  df-xp 4876  df-rel 4877  df-cnv 4878  df-co 4879  df-dm 4880  df-rn 4881  df-res 4882  df-ima 4883  df-iota 5410  df-fun 5448  df-fn 5449  df-f 5450  df-f1 5451  df-fo 5452  df-f1o 5453  df-fv 5454  df-ov 6076  df-oprab 6077  df-mpt2 6078  df-1st 6341  df-2nd 6342  df-riota 6541  df-recs 6625  df-rdg 6660  df-er 6897  df-en 7102  df-dom 7103  df-sdom 7104  df-pnf 9114  df-mnf 9115  df-xr 9116  df-ltxr 9117  df-le 9118  df-sub 9285  df-neg 9286  df-nn 9993  df-n0 10214  df-z 10275  df-uz 10481  df-fz 11036  df-fzo 11128  df-seq 11316  df-0g 13719  df-mnd 14682  df-mulg 14807  df-cmn 15406
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