Metamath Proof Explorer


Theorem omndmul

Description: In a commutative ordered monoid, the ordering is compatible with group power. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jan-2018)

Ref Expression
Hypotheses omndmul.0 ⊢ B = Base M
omndmul.1 ⊢ ≤ ˙ = ≤ M
omndmul.2 ⊢ · ˙ = ⋅ M
omndmul.o ⊢ φ → M ∈ oMnd
omndmul.c ⊢ φ → M ∈ CMnd
omndmul.x ⊢ φ → X ∈ B
omndmul.y ⊢ φ → Y ∈ B
omndmul.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
omndmul.l ⊢ φ → X ≤ ˙ Y
Assertion omndmul ⊢ φ → N · ˙ X ≤ ˙ N · ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 omndmul.0 ⊢ B = Base M
2 omndmul.1 ⊢ ≤ ˙ = ≤ M
3 omndmul.2 ⊢ · ˙ = ⋅ M
4 omndmul.o ⊢ φ → M ∈ oMnd
5 omndmul.c ⊢ φ → M ∈ CMnd
6 omndmul.x ⊢ φ → X ∈ B
7 omndmul.y ⊢ φ → Y ∈ B
8 omndmul.n ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
9 omndmul.l ⊢ φ → X ≤ ˙ Y
10 oveq1 ⊢ m = 0 → m · ˙ X = 0 · ˙ X
11 oveq1 ⊢ m = 0 → m · ˙ Y = 0 · ˙ Y
12 10 11 breq12d ⊢ m = 0 → m · ˙ X ≤ ˙ m · ˙ Y ↔ 0 · ˙ X ≤ ˙ 0 · ˙ Y
13 oveq1 ⊢ m = n → m · ˙ X = n · ˙ X
14 oveq1 ⊢ m = n → m · ˙ Y = n · ˙ Y
15 13 14 breq12d ⊢ m = n → m · ˙ X ≤ ˙ m · ˙ Y ↔ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y
16 oveq1 ⊢ m = n + 1 → m · ˙ X = n + 1 · ˙ X
17 oveq1 ⊢ m = n + 1 → m · ˙ Y = n + 1 · ˙ Y
18 16 17 breq12d ⊢ m = n + 1 → m · ˙ X ≤ ˙ m · ˙ Y ↔ n + 1 · ˙ X ≤ ˙ n + 1 · ˙ Y
19 oveq1 ⊢ m = N → m · ˙ X = N · ˙ X
20 oveq1 ⊢ m = N → m · ˙ Y = N · ˙ Y
21 19 20 breq12d ⊢ m = N → m · ˙ X ≤ ˙ m · ˙ Y ↔ N · ˙ X ≤ ˙ N · ˙ Y
22 omndtos ⊢ M ∈ oMnd → M ∈ Toset
23 tospos ⊢ M ∈ Toset → M ∈ Poset
24 4 22 23 3syl ⊢ φ → M ∈ Poset
25 eqid ⊢ 0 M = 0 M
26 1 25 3 mulg0 ⊢ Y ∈ B → 0 · ˙ Y = 0 M
27 7 26 syl ⊢ φ → 0 · ˙ Y = 0 M
28 omndmnd ⊢ M ∈ oMnd → M ∈ Mnd
29 1 25 mndidcl ⊢ M ∈ Mnd → 0 M ∈ B
30 4 28 29 3syl ⊢ φ → 0 M ∈ B
31 27 30 eqeltrd ⊢ φ → 0 · ˙ Y ∈ B
32 1 2 posref ⊢ M ∈ Poset ∧ 0 · ˙ Y ∈ B → 0 · ˙ Y ≤ ˙ 0 · ˙ Y
33 24 31 32 syl2anc ⊢ φ → 0 · ˙ Y ≤ ˙ 0 · ˙ Y
34 1 25 3 mulg0 ⊢ X ∈ B → 0 · ˙ X = 0 M
35 34 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → 0 · ˙ X = 0 M
36 26 adantl ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → 0 · ˙ Y = 0 M
37 35 36 eqtr4d ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → 0 · ˙ X = 0 · ˙ Y
38 37 breq1d ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → 0 · ˙ X ≤ ˙ 0 · ˙ Y ↔ 0 · ˙ Y ≤ ˙ 0 · ˙ Y
39 6 7 38 syl2anc ⊢ φ → 0 · ˙ X ≤ ˙ 0 · ˙ Y ↔ 0 · ˙ Y ≤ ˙ 0 · ˙ Y
40 33 39 mpbird ⊢ φ → 0 · ˙ X ≤ ˙ 0 · ˙ Y
41 eqid ⊢ + M = + M
42 4 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → M ∈ oMnd
43 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → Y ∈ B
44 42 28 syl ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → M ∈ Mnd
45 simplr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n ∈ ℕ 0
46 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → X ∈ B
47 1 3 44 45 46 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n · ˙ X ∈ B
48 1 3 44 45 43 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n · ˙ Y ∈ B
49 simpr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y
50 9 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → X ≤ ˙ Y
51 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → M ∈ CMnd
52 1 2 41 42 43 47 46 48 49 50 51 omndadd2d ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n · ˙ X + M X ≤ ˙ n · ˙ Y + M Y
53 1 3 41 mulgnn0p1 ⊢ M ∈ Mnd ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B → n + 1 · ˙ X = n · ˙ X + M X
54 44 45 46 53 syl3anc ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n + 1 · ˙ X = n · ˙ X + M X
55 1 3 41 mulgnn0p1 ⊢ M ∈ Mnd ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ Y ∈ B → n + 1 · ˙ Y = n · ˙ Y + M Y
56 44 45 43 55 syl3anc ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n + 1 · ˙ Y = n · ˙ Y + M Y
57 52 54 56 3brtr4d ⊢ φ ∧ n ∈ ℕ 0 ∧ n · ˙ X ≤ ˙ n · ˙ Y → n + 1 · ˙ X ≤ ˙ n + 1 · ˙ Y
58 12 15 18 21 40 57 nn0indd ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ 0 → N · ˙ X ≤ ˙ N · ˙ Y
59 8 58 mpdan ⊢ φ → N · ˙ X ≤ ˙ N · ˙ Y