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Theorem mulgnn0di

Description: Group multiple of a sum, for nonnegative multiples. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses mulgdi.b ⊢ B = Base G
mulgdi.m ⊢ · ˙ = ⋅ G
mulgdi.p ⊢ + ˙ = + G
Assertion mulgnn0di ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → M · ˙ X + ˙ Y = M · ˙ X + ˙ M · ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgdi.b ⊢ B = Base G
2 mulgdi.m ⊢ · ˙ = ⋅ G
3 mulgdi.p ⊢ + ˙ = + G
4 cmnmnd ⊢ G ∈ CMnd → G ∈ Mnd
5 4 ad2antrr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → G ∈ Mnd
6 1 3 mndcl ⊢ G ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
7 6 3expb ⊢ G ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
8 5 7 sylan ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
9 1 3 cmncom ⊢ G ∈ CMnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y = y + ˙ x
10 9 3expb ⊢ G ∈ CMnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y = y + ˙ x
11 10 ad4ant14 ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y = y + ˙ x
12 1 3 mndass ⊢ G ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z
13 5 12 sylan ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z
14 simpr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M ∈ ℕ
15 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
16 14 15 eleqtrdi ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M ∈ ℤ ≥ 1
17 simplr2 ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → X ∈ B
18 elfznn ⊢ k ∈ 1 … M → k ∈ ℕ
19 fvconst2g ⊢ X ∈ B ∧ k ∈ ℕ → ℕ × X ⁡ k = X
20 17 18 19 syl2an ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × X ⁡ k = X
21 17 adantr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → X ∈ B
22 20 21 eqeltrd ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × X ⁡ k ∈ B
23 simplr3 ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → Y ∈ B
24 fvconst2g ⊢ Y ∈ B ∧ k ∈ ℕ → ℕ × Y ⁡ k = Y
25 23 18 24 syl2an ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × Y ⁡ k = Y
26 23 adantr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → Y ∈ B
27 25 26 eqeltrd ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × Y ⁡ k ∈ B
28 1 3 mndcl ⊢ G ∈ Mnd ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y ∈ B
29 5 17 23 28 syl3anc ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → X + ˙ Y ∈ B
30 fvconst2g ⊢ X + ˙ Y ∈ B ∧ k ∈ ℕ → ℕ × X + ˙ Y ⁡ k = X + ˙ Y
31 29 18 30 syl2an ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × X + ˙ Y ⁡ k = X + ˙ Y
32 20 25 oveq12d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × X ⁡ k + ˙ ℕ × Y ⁡ k = X + ˙ Y
33 31 32 eqtr4d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ ∧ k ∈ 1 … M → ℕ × X + ˙ Y ⁡ k = ℕ × X ⁡ k + ˙ ℕ × Y ⁡ k
34 8 11 13 16 22 27 33 seqcaopr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → seq 1 + ˙ ℕ × X + ˙ Y ⁡ M = seq 1 + ˙ ℕ × X ⁡ M + ˙ seq 1 + ˙ ℕ × Y ⁡ M
35 eqid ⊢ seq 1 + ˙ ℕ × X + ˙ Y = seq 1 + ˙ ℕ × X + ˙ Y
36 1 3 2 35 mulgnn ⊢ M ∈ ℕ ∧ X + ˙ Y ∈ B → M · ˙ X + ˙ Y = seq 1 + ˙ ℕ × X + ˙ Y ⁡ M
37 14 29 36 syl2anc ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M · ˙ X + ˙ Y = seq 1 + ˙ ℕ × X + ˙ Y ⁡ M
38 eqid ⊢ seq 1 + ˙ ℕ × X = seq 1 + ˙ ℕ × X
39 1 3 2 38 mulgnn ⊢ M ∈ ℕ ∧ X ∈ B → M · ˙ X = seq 1 + ˙ ℕ × X ⁡ M
40 14 17 39 syl2anc ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M · ˙ X = seq 1 + ˙ ℕ × X ⁡ M
41 eqid ⊢ seq 1 + ˙ ℕ × Y = seq 1 + ˙ ℕ × Y
42 1 3 2 41 mulgnn ⊢ M ∈ ℕ ∧ Y ∈ B → M · ˙ Y = seq 1 + ˙ ℕ × Y ⁡ M
43 14 23 42 syl2anc ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M · ˙ Y = seq 1 + ˙ ℕ × Y ⁡ M
44 40 43 oveq12d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M · ˙ X + ˙ M · ˙ Y = seq 1 + ˙ ℕ × X ⁡ M + ˙ seq 1 + ˙ ℕ × Y ⁡ M
45 34 37 44 3eqtr4d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M ∈ ℕ → M · ˙ X + ˙ Y = M · ˙ X + ˙ M · ˙ Y
46 4 ad2antrr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → G ∈ Mnd
47 simplr2 ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → X ∈ B
48 simplr3 ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → Y ∈ B
49 46 47 48 28 syl3anc ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → X + ˙ Y ∈ B
50 eqid ⊢ 0 G = 0 G
51 1 50 2 mulg0 ⊢ X + ˙ Y ∈ B → 0 · ˙ X + ˙ Y = 0 G
52 49 51 syl ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → 0 · ˙ X + ˙ Y = 0 G
53 eqid ⊢ Base G = Base G
54 53 50 mndidcl ⊢ G ∈ Mnd → 0 G ∈ Base G
55 53 3 50 mndlid ⊢ G ∈ Mnd ∧ 0 G ∈ Base G → 0 G + ˙ 0 G = 0 G
56 4 54 55 syl2anc2 ⊢ G ∈ CMnd → 0 G + ˙ 0 G = 0 G
57 56 ad2antrr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → 0 G + ˙ 0 G = 0 G
58 52 57 eqtr4d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → 0 · ˙ X + ˙ Y = 0 G + ˙ 0 G
59 simpr ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M = 0
60 59 oveq1d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ X + ˙ Y = 0 · ˙ X + ˙ Y
61 59 oveq1d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ X = 0 · ˙ X
62 1 50 2 mulg0 ⊢ X ∈ B → 0 · ˙ X = 0 G
63 47 62 syl ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → 0 · ˙ X = 0 G
64 61 63 eqtrd ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ X = 0 G
65 59 oveq1d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ Y = 0 · ˙ Y
66 1 50 2 mulg0 ⊢ Y ∈ B → 0 · ˙ Y = 0 G
67 48 66 syl ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → 0 · ˙ Y = 0 G
68 65 67 eqtrd ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ Y = 0 G
69 64 68 oveq12d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ X + ˙ M · ˙ Y = 0 G + ˙ 0 G
70 58 60 69 3eqtr4d ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ M = 0 → M · ˙ X + ˙ Y = M · ˙ X + ˙ M · ˙ Y
71 simpr1 ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → M ∈ ℕ 0
72 elnn0 ⊢ M ∈ ℕ 0 ↔ M ∈ ℕ ∨ M = 0
73 71 72 sylib ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → M ∈ ℕ ∨ M = 0
74 45 70 73 mpjaodan ⊢ G ∈ CMnd ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → M · ˙ X + ˙ Y = M · ˙ X + ˙ M · ˙ Y