Metamath Proof Explorer


Theorem addpqnq

Description: Addition of positive fractions in terms of positive integers. (Contributed by NM, 28-Aug-1995) (Revised by Mario Carneiro, 26-Dec-2014) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion addpqnq ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +Q ๐ต ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-plq โŠข +Q = ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ†พ ( Q ร— Q ) )
2 1 fveq1i โŠข ( +Q โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) = ( ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ†พ ( Q ร— Q ) ) โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ )
3 2 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( +Q โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) = ( ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ†พ ( Q ร— Q ) ) โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) )
4 opelxpi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ โˆˆ ( Q ร— Q ) )
5 4 fvresd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ†พ ( Q ร— Q ) ) โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) = ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) )
6 df-plpq โŠข +pQ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( N ร— N ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( N ร— N ) โ†ฆ โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ )
7 opex โŠข โŸจ ( ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) +N ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ โˆˆ V
8 6 7 fnmpoi โŠข +pQ Fn ( ( N ร— N ) ร— ( N ร— N ) )
9 elpqn โŠข ( ๐ด โˆˆ Q โ†’ ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) )
10 elpqn โŠข ( ๐ต โˆˆ Q โ†’ ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) )
11 opelxpi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ โˆˆ ( ( N ร— N ) ร— ( N ร— N ) ) )
12 9 10 11 syl2an โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ โˆˆ ( ( N ร— N ) ร— ( N ร— N ) ) )
13 fvco2 โŠข ( ( +pQ Fn ( ( N ร— N ) ร— ( N ร— N ) ) โˆง โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ โˆˆ ( ( N ร— N ) ร— ( N ร— N ) ) ) โ†’ ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) = ( [Q] โ€˜ ( +pQ โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) ) )
14 8 12 13 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( ( [Q] โˆ˜ +pQ ) โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) = ( [Q] โ€˜ ( +pQ โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) ) )
15 3 5 14 3eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( +Q โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) = ( [Q] โ€˜ ( +pQ โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) ) )
16 df-ov โŠข ( ๐ด +Q ๐ต ) = ( +Q โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ )
17 df-ov โŠข ( ๐ด +pQ ๐ต ) = ( +pQ โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ )
18 17 fveq2i โŠข ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) = ( [Q] โ€˜ ( +pQ โ€˜ โŸจ ๐ด , ๐ต โŸฉ ) )
19 15 16 18 3eqtr4g โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด +Q ๐ต ) = ( [Q] โ€˜ ( ๐ด +pQ ๐ต ) ) )