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Theorem mulgnn0di 16627
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 16606 . . . . . 6  |-  ( G  e. CMnd  ->  G  e.  Mnd )
21ad2antrr 725 . . . . 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 15730 . . . . . 6  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  ( x  .+  y
)  e.  B )
653expb 1197 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  B
) )  ->  (
x  .+  y )  e.  B )
72, 6sylan 471 . . . 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 753 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  G  e. CMnd
)
93, 4cmncom 16607 . . . . . 6  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  (
x  .+  y )  =  ( y  .+  x ) )
1093expb 1197 . . . . 5  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( x  .+  y )  =  ( y  .+  x ) )
118, 10sylan 471 . . . 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 15731 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B
) )  ->  (
( x  .+  y
)  .+  z )  =  ( x  .+  ( y  .+  z
) ) )
132, 12sylan 471 . . . 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 461 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  M  e.  NN )
15 nnuz 11113 . . . . 5  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
1614, 15syl6eleq 2565 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  M  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
17 simplr2 1039 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  X  e.  B )
18 elfznn 11710 . . . . . 6  |-  ( k  e.  ( 1 ... M )  ->  k  e.  NN )
19 fvconst2g 6112 . . . . . 6  |-  ( ( X  e.  B  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( NN  X.  { X } ) `  k )  =  X )
2017, 18, 19syl2an 477 . . . . 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 465 . . . . 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 2555 . . . 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 1040 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  Y  e.  B )
24 fvconst2g 6112 . . . . . 6  |-  ( ( Y  e.  B  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( NN  X.  { Y } ) `  k )  =  Y )
2523, 18, 24syl2an 477 . . . . 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 465 . . . . 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 2555 . . . 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 15730 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y
)  e.  B )
292, 17, 23, 28syl3anc 1228 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  e.  NN )  ->  ( X 
.+  Y )  e.  B )
30 fvconst2g 6112 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  .+  Y
)  e.  B  /\  k  e.  NN )  ->  ( ( NN  X.  { ( X  .+  Y ) } ) `
 k )  =  ( X  .+  Y
) )
3129, 18, 30syl2an 477 . . . . 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 6300 . . . . 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 2511 . . . 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 12107 . . 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 2467 . . . . 5  |-  seq 1
(  .+  ,  ( NN  X.  { ( X 
.+  Y ) } ) )  =  seq 1 (  .+  , 
( NN  X.  {
( X  .+  Y
) } ) )
373, 4, 35, 36mulgnn 15945 . . . 4  |-  ( ( M  e.  NN  /\  ( X  .+  Y )  e.  B )  -> 
( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  (  seq 1
(  .+  ,  ( NN  X.  { ( X 
.+  Y ) } ) ) `  M
) )
3814, 29, 37syl2anc 661 . . 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 2467 . . . . . 6  |-  seq 1
(  .+  ,  ( NN  X.  { X }
) )  =  seq 1 (  .+  , 
( NN  X.  { X } ) )
403, 4, 35, 39mulgnn 15945 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  NN  /\  X  e.  B )  ->  ( M  .x.  X
)  =  (  seq 1 (  .+  , 
( NN  X.  { X } ) ) `  M ) )
4114, 17, 40syl2anc 661 . . . 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 2467 . . . . . 6  |-  seq 1
(  .+  ,  ( NN  X.  { Y }
) )  =  seq 1 (  .+  , 
( NN  X.  { Y } ) )
433, 4, 35, 42mulgnn 15945 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  NN  /\  Y  e.  B )  ->  ( M  .x.  Y
)  =  (  seq 1 (  .+  , 
( NN  X.  { Y } ) ) `  M ) )
4414, 23, 43syl2anc 661 . . . 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 6300 . . 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 2518 . 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 725 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  G  e.  Mnd )
48 simplr2 1039 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  X  e.  B )
49 simplr3 1040 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  Y  e.  B )
5047, 48, 49, 28syl3anc 1228 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( X  .+  Y )  e.  B )
51 eqid 2467 . . . . . 6  |-  ( 0g
`  G )  =  ( 0g `  G
)
523, 51, 35mulg0 15944 . . . . 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 2467 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  G )  =  (
Base `  G )
5554, 51mndidcl 15749 . . . . . . 7  |-  ( G  e.  Mnd  ->  ( 0g `  G )  e.  ( Base `  G
) )
5654, 4, 51mndlid 15751 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( 0g `  G )  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
( 0g `  G
)  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G
) )
5755, 56mpdan 668 . . . . . 6  |-  ( G  e.  Mnd  ->  (
( 0g `  G
)  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G
) )
581, 57syl 16 . . . . 5  |-  ( G  e. CMnd  ->  ( ( 0g
`  G )  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g
`  G ) )
5958ad2antrr 725 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  (
( 0g `  G
)  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( 0g `  G
) )
6053, 59eqtr4d 2511 . . 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 461 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  M  =  0 )
6261oveq1d 6297 . . 3  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  ( X  .+  Y ) )  =  ( 0  .x.  ( X  .+  Y ) ) )
6361oveq1d 6297 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  X )  =  ( 0  .x.  X
) )
643, 51, 35mulg0 15944 . . . . . 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 2508 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  X )  =  ( 0g `  G
) )
6761oveq1d 6297 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  Y )  =  ( 0  .x.  Y
) )
683, 51, 35mulg0 15944 . . . . . 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 2508 . . . 4  |-  ( ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  /\  M  = 
0 )  ->  ( M  .x.  Y )  =  ( 0g `  G
) )
7166, 70oveq12d 6300 . . 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 2518 . 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 1002 . . 3  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  ->  M  e.  NN0 )
74 elnn0 10793 . . 3  |-  ( M  e.  NN0  <->  ( M  e.  NN  \/  M  =  0 ) )
7573, 74sylib 196 . 2  |-  ( ( G  e. CMnd  /\  ( M  e.  NN0  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  -> 
( M  e.  NN  \/  M  =  0
) )
7646, 72, 75mpjaodan 784 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 setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    \/ wo 368    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1379    e. wcel 1767   {csn 4027    X. cxp 4997   ` cfv 5586  (class class class)co 6282   0cc0 9488   1c1 9489   NNcn 10532   NN0cn0 10791   ZZ>=cuz 11078   ...cfz 11668    seqcseq 12070   Basecbs 14483   +g cplusg 14548   0gc0g 14688   Mndcmnd 15719  .gcmg 15724  CMndccmn 16591
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4558  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6574  ax-inf2 8054  ax-cnex 9544  ax-resscn 9545  ax-1cn 9546  ax-icn 9547  ax-addcl 9548  ax-addrcl 9549  ax-mulcl 9550  ax-mulrcl 9551  ax-mulcom 9552  ax-addass 9553  ax-mulass 9554  ax-distr 9555  ax-i2m1 9556  ax-1ne0 9557  ax-1rid 9558  ax-rnegex 9559  ax-rrecex 9560  ax-cnre 9561  ax-pre-lttri 9562  ax-pre-lttrn 9563  ax-pre-ltadd 9564  ax-pre-mulgt0 9565
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-uni 4246  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5549  df-fun 5588  df-fn 5589  df-f 5590  df-f1 5591  df-fo 5592  df-f1o 5593  df-fv 5594  df-riota 6243  df-ov 6285  df-oprab 6286  df-mpt2 6287  df-om 6679  df-1st 6781  df-2nd 6782  df-recs 7039  df-rdg 7073  df-er 7308  df-en 7514  df-dom 7515  df-sdom 7516  df-pnf 9626  df-mnf 9627  df-xr 9628  df-ltxr 9629  df-le 9630  df-sub 9803  df-neg 9804  df-nn 10533  df-n0 10792  df-z 10861  df-uz 11079  df-fz 11669  df-fzo 11789  df-seq 12071  df-0g 14690  df-mnd 15725  df-mulg 15858  df-cmn 16593
This theorem is referenced by:  mulgdi  16628  mulgmhm  16629
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