Metamath Proof Explorer


Theorem nnmulcom

Description: Multiplication is commutative for natural numbers. (Contributed by SN, 5-Feb-2024)

Ref Expression
Assertion nnmulcom ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( 1 ยท ๐ต ) )
2 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) = ( ๐ต ยท 1 ) )
3 1 2 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) โ†” ( 1 ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท 1 ) ) )
4 3 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = 1 โ†’ ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( 1 ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท 1 ) ) ) )
5 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) )
6 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) )
7 5 6 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) โ†” ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) )
8 7 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) ) )
9 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ฆ + 1 ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) )
10 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ฆ + 1 ) โ†’ ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) = ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) )
11 9 10 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ฆ + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) โ†” ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) )
12 11 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ฆ + 1 ) โ†’ ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ) )
13 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ด ยท ๐ต ) )
14 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) = ( ๐ต ยท ๐ด ) )
15 13 14 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) โ†” ( ๐ด ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐ด ) ) )
16 15 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐ด ) ) ) )
17 nnmul1com โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( 1 ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท 1 ) )
18 simp3 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) )
19 17 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( 1 ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท 1 ) )
20 18 19 oveq12d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) + ( 1 ยท ๐ต ) ) = ( ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) + ( ๐ต ยท 1 ) ) )
21 simp1 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„• )
22 1nn โŠข 1 โˆˆ โ„•
23 22 a1i โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„• )
24 simp2 โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„• )
25 nnadddir โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง 1 โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) + ( 1 ยท ๐ต ) ) )
26 21 23 24 25 syl3anc โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) + ( 1 ยท ๐ต ) ) )
27 24 nncnd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
28 21 nncnd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‚ )
29 1cnd โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
30 27 28 29 adddid โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) = ( ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) + ( ๐ต ยท 1 ) ) )
31 20 26 30 3eqtr4d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) )
32 31 3exp โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ) )
33 32 a2d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘ฆ ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ๐‘ฆ + 1 ) ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ( ๐‘ฆ + 1 ) ) ) ) )
34 4 8 12 16 17 33 nnind โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐ด ) ) )
35 34 imp โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ๐ด ) )