Metamath Proof Explorer


Theorem addassnq

Description: Addition of positive fractions is associative. (Contributed by NM, 2-Sep-1995) (Revised by Mario Carneiro, 28-Apr-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion addassnq ( ( ๐ด +Q ๐ต ) +Q ๐ถ ) = ( ๐ด +Q ( ๐ต +Q ๐ถ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 addasspi โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
2 ovex โŠข ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ V
3 ovex โŠข ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ V
4 fvex โŠข ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ V
5 mulcompi โŠข ( ๐‘ฅ ยทN ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฆ ยทN ๐‘ฅ )
6 distrpi โŠข ( ๐‘ฅ ยทN ( ๐‘ฆ +N ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ยทN ๐‘ฆ ) +N ( ๐‘ฅ ยทN ๐‘ง ) )
7 2 3 4 5 6 caovdir โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
8 mulasspi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
9 8 oveq1i โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
10 7 9 eqtri โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
11 10 oveq1i โŠข ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) )
12 ovex โŠข ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ V
13 ovex โŠข ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ V
14 fvex โŠข ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ V
15 12 13 14 5 6 caovdir โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) )
16 fvex โŠข ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ V
17 mulasspi โŠข ( ( ๐‘ฅ ยทN ๐‘ฆ ) ยทN ๐‘ง ) = ( ๐‘ฅ ยทN ( ๐‘ฆ ยทN ๐‘ง ) )
18 16 4 14 5 17 caov32 โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) )
19 mulasspi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) )
20 mulcompi โŠข ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) )
21 20 oveq2i โŠข ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) )
22 19 21 eqtri โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) )
23 18 22 oveq12i โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) +N ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) )
24 15 23 eqtri โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) = ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) )
25 24 oveq2i โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) )
26 1 11 25 3eqtr4i โŠข ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) )
27 mulasspi โŠข ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
28 26 27 opeq12i โŠข โŸจ ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) , ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸฉ
29 elpqn โŠข ( ๐ด โˆˆ Q โ†’ ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) )
30 29 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) )
31 elpqn โŠข ( ๐ต โˆˆ Q โ†’ ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) )
32 31 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) )
33 addpipq2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด +pQ ๐ต ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โŸฉ )
34 30 32 33 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +pQ ๐ต ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โŸฉ )
35 relxp โŠข Rel ( N ร— N )
36 elpqn โŠข ( ๐ถ โˆˆ Q โ†’ ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) )
37 36 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) )
38 1st2nd โŠข ( ( Rel ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ๐ถ = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) , ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ )
39 35 37 38 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ถ = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) , ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ )
40 34 39 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐ด +pQ ๐ต ) +pQ ๐ถ ) = ( โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โŸฉ +pQ โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) , ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ ) )
41 xp1st โŠข ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
42 30 41 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
43 xp2nd โŠข ( ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
44 32 43 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
45 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
46 42 44 45 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
47 xp1st โŠข ( ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
48 32 47 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
49 xp2nd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
50 30 49 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
51 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ N )
52 48 50 51 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ N )
53 addclpi โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ N )
54 46 52 53 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ N )
55 mulclpi โŠข ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
56 50 44 55 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
57 xp1st โŠข ( ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
58 37 57 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
59 xp2nd โŠข ( ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
60 37 59 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
61 addpipq โŠข ( ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N ) โˆง ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) ) โ†’ ( โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โŸฉ +pQ โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) , ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ ) = โŸจ ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) , ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
62 54 56 58 60 61 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โŸฉ +pQ โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) , ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ ) = โŸจ ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) , ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
63 40 62 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐ด +pQ ๐ต ) +pQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ) , ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
64 1st2nd โŠข ( ( Rel ( N ร— N ) โˆง ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ๐ด = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ด ) , ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โŸฉ )
65 35 30 64 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ด = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ด ) , ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โŸฉ )
66 addpipq2 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
67 32 37 66 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
68 65 67 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +pQ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) = ( โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ด ) , ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โŸฉ +pQ โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ) )
69 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
70 48 60 69 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
71 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
72 58 44 71 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
73 addclpi โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ N )
74 70 72 73 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ N )
75 mulclpi โŠข ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
76 44 60 75 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
77 addpipq โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N ) โˆง ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N ) ) โ†’ ( โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ด ) , ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โŸฉ +pQ โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸฉ )
78 42 50 74 76 77 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( โŸจ ( 1st โ€˜ ๐ด ) , ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โŸฉ +pQ โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸฉ )
79 68 78 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +pQ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) = โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) +N ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸฉ )
80 28 63 79 3eqtr4a โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐ด +pQ ๐ต ) +pQ ๐ถ ) = ( ๐ด +pQ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) )
81 80 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( [Q] โ€˜ ( ( ๐ด +pQ ๐ต ) +pQ ๐ถ ) ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) ) )
82 adderpq โŠข ( ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) +Q ( [Q] โ€˜ ๐ถ ) ) = ( [Q] โ€˜ ( ( ๐ด +pQ ๐ต ) +pQ ๐ถ ) )
83 adderpq โŠข ( ( [Q] โ€˜ ๐ด ) +Q ( [Q] โ€˜ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) )
84 81 82 83 3eqtr4g โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) +Q ( [Q] โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ( [Q] โ€˜ ๐ด ) +Q ( [Q] โ€˜ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) ) )
85 addpqnq โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +Q ๐ต ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) )
86 85 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +Q ๐ต ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) )
87 nqerid โŠข ( ๐ถ โˆˆ Q โ†’ ( [Q] โ€˜ ๐ถ ) = ๐ถ )
88 87 eqcomd โŠข ( ๐ถ โˆˆ Q โ†’ ๐ถ = ( [Q] โ€˜ ๐ถ ) )
89 88 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ถ = ( [Q] โ€˜ ๐ถ ) )
90 86 89 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐ด +Q ๐ต ) +Q ๐ถ ) = ( ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) +Q ( [Q] โ€˜ ๐ถ ) ) )
91 nqerid โŠข ( ๐ด โˆˆ Q โ†’ ( [Q] โ€˜ ๐ด ) = ๐ด )
92 91 eqcomd โŠข ( ๐ด โˆˆ Q โ†’ ๐ด = ( [Q] โ€˜ ๐ด ) )
93 92 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ๐ด = ( [Q] โ€˜ ๐ด ) )
94 addpqnq โŠข ( ( ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ต +Q ๐ถ ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) )
95 94 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ต +Q ๐ถ ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) )
96 93 95 oveq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +Q ( ๐ต +Q ๐ถ ) ) = ( ( [Q] โ€˜ ๐ด ) +Q ( [Q] โ€˜ ( ๐ต +pQ ๐ถ ) ) ) )
97 84 90 96 3eqtr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐ด +Q ๐ต ) +Q ๐ถ ) = ( ๐ด +Q ( ๐ต +Q ๐ถ ) ) )
98 addnqf โŠข +Q : ( Q ร— Q ) โŸถ Q
99 98 fdmi โŠข dom +Q = ( Q ร— Q )
100 0nnq โŠข ยฌ โˆ… โˆˆ Q
101 99 100 ndmovass โŠข ( ยฌ ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q โˆง ๐ถ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐ด +Q ๐ต ) +Q ๐ถ ) = ( ๐ด +Q ( ๐ต +Q ๐ถ ) ) )
102 97 101 pm2.61i โŠข ( ( ๐ด +Q ๐ต ) +Q ๐ถ ) = ( ๐ด +Q ( ๐ต +Q ๐ถ ) )