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Theorem lcmfass

Description: Associative law for the _lcm function. (Contributed by AV, 27-Aug-2020)

Ref Expression
Assertion lcmfass ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin ∧ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y ∪ Z = lcm _ ⁡ Y ∪ lcm _ ⁡ Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcmfcl ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y ∈ ℕ 0
2 1 nn0zd ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y ∈ ℤ
3 lcmfsn ⊢ lcm _ ⁡ Y ∈ ℤ → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y = lcm _ ⁡ Y
4 2 3 syl ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y = lcm _ ⁡ Y
5 nn0re ⊢ lcm _ ⁡ Y ∈ ℕ 0 → lcm _ ⁡ Y ∈ ℝ
6 nn0ge0 ⊢ lcm _ ⁡ Y ∈ ℕ 0 → 0 ≤ lcm _ ⁡ Y
7 5 6 jca ⊢ lcm _ ⁡ Y ∈ ℕ 0 → lcm _ ⁡ Y ∈ ℝ ∧ 0 ≤ lcm _ ⁡ Y
8 absid ⊢ lcm _ ⁡ Y ∈ ℝ ∧ 0 ≤ lcm _ ⁡ Y → lcm _ ⁡ Y = lcm _ ⁡ Y
9 1 7 8 3syl ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y = lcm _ ⁡ Y
10 4 9 eqtrd ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y = lcm _ ⁡ Y
11 lcmfcl ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Z ∈ ℕ 0
12 11 nn0zd ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Z ∈ ℤ
13 lcmfsn ⊢ lcm _ ⁡ Z ∈ ℤ → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Z
14 12 13 syl ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Z
15 nn0re ⊢ lcm _ ⁡ Z ∈ ℕ 0 → lcm _ ⁡ Z ∈ ℝ
16 nn0ge0 ⊢ lcm _ ⁡ Z ∈ ℕ 0 → 0 ≤ lcm _ ⁡ Z
17 15 16 jca ⊢ lcm _ ⁡ Z ∈ ℕ 0 → lcm _ ⁡ Z ∈ ℝ ∧ 0 ≤ lcm _ ⁡ Z
18 absid ⊢ lcm _ ⁡ Z ∈ ℝ ∧ 0 ≤ lcm _ ⁡ Z → lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Z
19 11 17 18 3syl ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Z
20 14 19 eqtr2d ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Z
21 10 20 oveqan12d ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin ∧ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y lcm lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Y lcm lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Z
22 2 snssd ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y ⊆ ℤ
23 snfi ⊢ lcm _ ⁡ Y ∈ Fin
24 22 23 jctir ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y ⊆ ℤ ∧ lcm _ ⁡ Y ∈ Fin
25 lcmfun ⊢ lcm _ ⁡ Y ⊆ ℤ ∧ lcm _ ⁡ Y ∈ Fin ∧ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y ∪ Z = lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y lcm lcm _ ⁡ Z
26 24 25 sylan ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin ∧ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y ∪ Z = lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y lcm lcm _ ⁡ Z
27 12 snssd ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Z ⊆ ℤ
28 snfi ⊢ lcm _ ⁡ Z ∈ Fin
29 27 28 jctir ⊢ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Z ⊆ ℤ ∧ lcm _ ⁡ Z ∈ Fin
30 lcmfun ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin ∧ lcm _ ⁡ Z ⊆ ℤ ∧ lcm _ ⁡ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y ∪ lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Y lcm lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Z
31 29 30 sylan2 ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin ∧ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ Y ∪ lcm _ ⁡ Z = lcm _ ⁡ Y lcm lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Z
32 21 26 31 3eqtr4d ⊢ Y ⊆ ℤ ∧ Y ∈ Fin ∧ Z ⊆ ℤ ∧ Z ∈ Fin → lcm _ ⁡ lcm _ ⁡ Y ∪ Z = lcm _ ⁡ Y ∪ lcm _ ⁡ Z