Metamath Proof Explorer


Theorem srgbinom

Description: The binomial theorem for commuting elements of a semiring: ( A + B ) ^ N is the sum from k = 0 to N of ( N _C k ) x. ( ( A ^ k ) x. ( B ^ ( N - k ) ) (generalization of binom ). (Contributed by AV, 24-Aug-2019)

Ref Expression
Hypotheses srgbinom.s โŠข ๐‘† = ( Base โ€˜ ๐‘… )
srgbinom.m โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘… )
srgbinom.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐‘… )
srgbinom.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘… )
srgbinom.g โŠข ๐บ = ( mulGrp โ€˜ ๐‘… )
srgbinom.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ๐บ )
Assertion srgbinom ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 srgbinom.s โŠข ๐‘† = ( Base โ€˜ ๐‘… )
2 srgbinom.m โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘… )
3 srgbinom.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐‘… )
4 srgbinom.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘… )
5 srgbinom.g โŠข ๐บ = ( mulGrp โ€˜ ๐‘… )
6 srgbinom.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ๐บ )
7 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( 0 โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) )
8 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( 0 ... ๐‘ฅ ) = ( 0 ... 0 ) )
9 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) = ( 0 C ๐‘˜ ) )
10 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) = ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) )
11 10 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) = ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) )
12 11 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) = ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) )
13 9 12 oveq12d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) )
14 8 13 mpteq12dv โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) )
15 14 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
16 7 15 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) โ†” ( 0 โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) )
17 16 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = 0 โ†’ ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) โ†” ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0 โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
18 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) )
19 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( 0 ... ๐‘ฅ ) = ( 0 ... ๐‘› ) )
20 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) = ( ๐‘› C ๐‘˜ ) )
21 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) = ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) )
22 21 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) = ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) )
23 22 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) = ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) )
24 20 23 oveq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) )
25 19 24 mpteq12dv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) )
26 25 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
27 18 26 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) )
28 27 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) โ†” ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
29 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ( ๐‘› + 1 ) โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) )
30 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( 0 ... ๐‘ฅ ) = ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) )
31 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) )
32 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) = ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) )
33 32 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) )
34 33 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) = ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) )
35 31 34 oveq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) )
36 30 35 mpteq12dv โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) )
37 36 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
38 29 37 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) โ†” ( ( ๐‘› + 1 ) โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) )
39 38 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘› + 1 ) โ†’ ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) โ†” ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
40 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) )
41 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( 0 ... ๐‘ฅ ) = ( 0 ... ๐‘ ) )
42 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) = ( ๐‘ C ๐‘˜ ) )
43 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) = ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) )
44 43 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) = ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) )
45 44 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) = ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) )
46 42 45 oveq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) )
47 41 46 mpteq12dv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) )
48 47 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
49 40 48 eqeq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) โ†” ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) )
50 49 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ โ†’ ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ฅ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ฅ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) โ†” ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
51 simpr1 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘† )
52 5 1 mgpbas โŠข ๐‘† = ( Base โ€˜ ๐บ )
53 51 52 eleqtrdi โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
54 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐บ ) = ( Base โ€˜ ๐บ )
55 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
56 54 55 6 mulg0 โŠข ( ๐ด โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( 0 โ†‘ ๐ด ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
57 53 56 syl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0 โ†‘ ๐ด ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
58 simpr2 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘† )
59 58 52 eleqtrdi โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
60 54 55 6 mulg0 โŠข ( ๐ต โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( 0 โ†‘ ๐ต ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
61 59 60 syl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0 โ†‘ ๐ต ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
62 57 61 oveq12d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) = ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) )
63 62 oveq2d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( 1 ยท ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) ) )
64 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… )
65 1 64 srgidcl โŠข ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ ๐‘† )
66 65 ancli โŠข ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ ๐‘† ) )
67 66 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ ๐‘† ) )
68 1 2 64 srglidm โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) )
69 67 68 syl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) )
70 69 oveq2d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) ) = ( 1 ยท ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) )
71 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
72 71 64 srgidcl โŠข ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
73 71 3 mulg1 โŠข ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†’ ( 1 ยท ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) )
74 72 73 syl โŠข ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ( 1 ยท ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) )
75 74 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) )
76 70 75 eqtrd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) )
77 5 64 ringidval โŠข ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
78 id โŠข ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
79 78 78 oveq12d โŠข ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) = ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) )
80 79 oveq2d โŠข ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) ) = ( 1 ยท ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) ) )
81 80 78 eqeq12d โŠข ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ( 1 ยท ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โ†” ( 1 ยท ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) )
82 77 81 ax-mp โŠข ( ( 1 ยท ( ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ร— ( 1r โ€˜ ๐‘… ) ) ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… ) โ†” ( 1 ยท ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
83 76 82 sylib โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ร— ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
84 63 83 eqtrd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
85 fz0sn โŠข ( 0 ... 0 ) = { 0 }
86 85 a1i โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0 ... 0 ) = { 0 } )
87 86 mpteq1d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ { 0 } โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) )
88 87 oveq2d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { 0 } โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
89 srgmnd โŠข ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ๐‘… โˆˆ Mnd )
90 89 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Mnd )
91 c0ex โŠข 0 โˆˆ V
92 91 a1i โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ 0 โˆˆ V )
93 77 65 eqeltrrid โŠข ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ๐‘† )
94 93 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ๐‘† )
95 84 94 eqeltrd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) โˆˆ ๐‘† )
96 oveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 C ๐‘˜ ) = ( 0 C 0 ) )
97 0nn0 โŠข 0 โˆˆ โ„•0
98 bcn0 โŠข ( 0 โˆˆ โ„•0 โ†’ ( 0 C 0 ) = 1 )
99 97 98 ax-mp โŠข ( 0 C 0 ) = 1
100 96 99 eqtrdi โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 C ๐‘˜ ) = 1 )
101 oveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) = ( 0 โˆ’ 0 ) )
102 0m0e0 โŠข ( 0 โˆ’ 0 ) = 0
103 101 102 eqtrdi โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) = 0 )
104 103 oveq1d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) = ( 0 โ†‘ ๐ด ) )
105 oveq1 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) = ( 0 โ†‘ ๐ต ) )
106 104 105 oveq12d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) = ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) )
107 100 106 oveq12d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) = ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) )
108 1 107 gsumsn โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Mnd โˆง 0 โˆˆ V โˆง ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { 0 } โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) )
109 90 92 95 108 syl3anc โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { 0 } โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) )
110 88 109 eqtrd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) = ( 1 ยท ( ( 0 โ†‘ ๐ด ) ร— ( 0 โ†‘ ๐ต ) ) ) )
111 1 4 mndcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Mnd โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐ด + ๐ต ) โˆˆ ๐‘† )
112 90 51 58 111 syl3anc โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด + ๐ต ) โˆˆ ๐‘† )
113 112 52 eleqtrdi โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐ด + ๐ต ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
114 54 55 6 mulg0 โŠข ( ( ๐ด + ๐ต ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( 0 โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
115 113 114 syl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0 โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
116 84 110 115 3eqtr4rd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( 0 โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†ฆ ( ( 0 C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( 0 โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
117 simprl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ SRing )
118 51 adantl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘† )
119 58 adantl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘† )
120 simprr3 โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) )
121 simpl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
122 id โŠข ( ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
123 1 2 3 4 5 6 117 118 119 120 121 122 srgbinomlem โŠข ( ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) ) โˆง ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )
124 123 exp31 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
125 124 a2d โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘› โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( ( ๐‘› C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘› โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› + 1 ) โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( ๐‘› + 1 ) ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘› + 1 ) C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ( ๐‘› + 1 ) โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
126 17 28 39 50 116 125 nn0ind โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) )
127 126 expd โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘… โˆˆ SRing โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) ) )
128 127 impcom โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) ) )
129 128 imp โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ SRing โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ( ๐ด โˆˆ ๐‘† โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘† โˆง ( ๐ด ร— ๐ต ) = ( ๐ต ร— ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ( ๐ด + ๐ต ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ๐‘ ) โ†ฆ ( ( ๐‘ C ๐‘˜ ) ยท ( ( ( ๐‘ โˆ’ ๐‘˜ ) โ†‘ ๐ด ) ร— ( ๐‘˜ โ†‘ ๐ต ) ) ) ) ) )