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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 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 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 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y M oMnd
43 7 ad2antrr φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y Y B
44 42 28 syl φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y M Mnd
45 simplr φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n 0
46 6 ad2antrr φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y X B
47 1 3 mulgnn0cl M Mnd n 0 X B n · ˙ X B
48 44 45 46 47 syl3anc φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n · ˙ X B
49 1 3 mulgnn0cl M Mnd n 0 Y B n · ˙ Y B
50 44 45 43 49 syl3anc φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n · ˙ Y B
51 simpr φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n · ˙ X ˙ n · ˙ Y
52 9 ad2antrr φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y X ˙ Y
53 5 ad2antrr φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y M CMnd
54 1 2 41 42 43 48 46 50 51 52 53 omndadd2d φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n · ˙ X + M X ˙ n · ˙ Y + M Y
55 1 3 41 mulgnn0p1 M Mnd n 0 X B n + 1 · ˙ X = n · ˙ X + M X
56 44 45 46 55 syl3anc φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n + 1 · ˙ X = n · ˙ X + M X
57 1 3 41 mulgnn0p1 M Mnd n 0 Y B n + 1 · ˙ Y = n · ˙ Y + M Y
58 44 45 43 57 syl3anc φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n + 1 · ˙ Y = n · ˙ Y + M Y
59 54 56 58 3brtr4d φ n 0 n · ˙ X ˙ n · ˙ Y n + 1 · ˙ X ˙ n + 1 · ˙ Y
60 12 15 18 21 40 59 nn0indd φ N 0 N · ˙ X ˙ N · ˙ Y
61 8 60 mpdan φ N · ˙ X ˙ N · ˙ Y