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Theorem axmulass

Description: Multiplication of complex numbers is associative. Axiom 10 of 22 for real and complex numbers, derived from ZF set theory. This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-mulass . (Contributed by NM, 3-Sep-1995) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion axmulass A B C A B C = A B C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfcnqs = 𝑹 × 𝑹 / E -1
2 mulcnsrec x 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 w 𝑹 x y E -1 z w E -1 = x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w E -1
3 mulcnsrec z 𝑹 w 𝑹 v 𝑹 u 𝑹 z w E -1 v u E -1 = z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u E -1
4 mulcnsrec x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v 𝑹 u 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w E -1 v u E -1 = x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u E -1
5 mulcnsrec x 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u 𝑹 x y E -1 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u E -1 = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u E -1
6 mulclsr x 𝑹 z 𝑹 x 𝑹 z 𝑹
7 m1r -1 𝑹 𝑹
8 mulclsr y 𝑹 w 𝑹 y 𝑹 w 𝑹
9 mulclsr -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹
10 7 8 9 sylancr y 𝑹 w 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹
11 addclsr x 𝑹 z 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹
12 6 10 11 syl2an x 𝑹 z 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹
13 12 an4s x 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 w 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹
14 mulclsr y 𝑹 z 𝑹 y 𝑹 z 𝑹
15 mulclsr x 𝑹 w 𝑹 x 𝑹 w 𝑹
16 addclsr y 𝑹 z 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹
17 14 15 16 syl2anr x 𝑹 w 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹
18 17 an42s x 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 w 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹
19 13 18 jca x 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 w 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹
20 mulclsr z 𝑹 v 𝑹 z 𝑹 v 𝑹
21 mulclsr w 𝑹 u 𝑹 w 𝑹 u 𝑹
22 mulclsr -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹
23 7 21 22 sylancr w 𝑹 u 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹
24 addclsr z 𝑹 v 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹
25 20 23 24 syl2an z 𝑹 v 𝑹 w 𝑹 u 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹
26 25 an4s z 𝑹 w 𝑹 v 𝑹 u 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹
27 mulclsr w 𝑹 v 𝑹 w 𝑹 v 𝑹
28 mulclsr z 𝑹 u 𝑹 z 𝑹 u 𝑹
29 addclsr w 𝑹 v 𝑹 z 𝑹 u 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u 𝑹
30 27 28 29 syl2anr z 𝑹 u 𝑹 w 𝑹 v 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u 𝑹
31 30 an42s z 𝑹 w 𝑹 v 𝑹 u 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u 𝑹
32 26 31 jca z 𝑹 w 𝑹 v 𝑹 u 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u 𝑹
33 ovex x 𝑹 z 𝑹 v V
34 ovex x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u V
35 ovex -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v V
36 addcomsr f + 𝑹 g = g + 𝑹 f
37 addasssr f + 𝑹 g + 𝑹 h = f + 𝑹 g + 𝑹 h
38 ovex -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u V
39 33 34 35 36 37 38 caov42 x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
40 distrsr x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
41 distrsr y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u = y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u
42 41 oveq2i -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u
43 distrsr -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u
44 42 43 eqtri -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u
45 40 44 oveq12i x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u
46 vex x V
47 7 elexi -1 𝑹 V
48 vex z V
49 mulcomsr f 𝑹 g = g 𝑹 f
50 distrsr f 𝑹 g + 𝑹 h = f 𝑹 g + 𝑹 f 𝑹 h
51 ovex y 𝑹 w V
52 vex v V
53 mulasssr f 𝑹 g 𝑹 h = f 𝑹 g 𝑹 h
54 46 47 48 49 50 51 52 53 caovdilem x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v
55 mulasssr y 𝑹 w 𝑹 v = y 𝑹 w 𝑹 v
56 55 oveq2i -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v
57 56 oveq2i x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v
58 54 57 eqtri x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v
59 vex y V
60 vex w V
61 vex u V
62 59 46 48 49 50 60 61 53 caovdilem y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u
63 62 oveq2i -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u
64 distrsr -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u
65 ovex w 𝑹 u V
66 47 46 65 49 53 caov12 -1 𝑹 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
67 66 oveq2i -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
68 64 67 eqtri -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
69 63 68 eqtri -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
70 58 69 oveq12i x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
71 39 45 70 3eqtr4ri x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u
72 ovex y 𝑹 z 𝑹 v V
73 ovex y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u V
74 ovex x 𝑹 w 𝑹 v V
75 ovex x 𝑹 z 𝑹 u V
76 72 73 74 36 37 75 caov42 y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z 𝑹 u = y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
77 distrsr y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
78 distrsr x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u = x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z 𝑹 u
79 77 78 oveq12i y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u = y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z 𝑹 u
80 59 46 48 49 50 60 52 53 caovdilem y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v = y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v
81 46 47 48 49 50 51 61 53 caovdilem x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u
82 mulasssr y 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 w 𝑹 u
83 82 oveq2i -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u
84 47 59 65 49 53 caov12 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
85 83 84 eqtri -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
86 85 oveq2i x 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
87 81 86 eqtri x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = x 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
88 80 87 oveq12i y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z 𝑹 u + 𝑹 y 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u
89 76 79 88 3eqtr4ri y 𝑹 z + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 x 𝑹 z + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 y 𝑹 w 𝑹 u = y 𝑹 z 𝑹 v + 𝑹 -1 𝑹 𝑹 w 𝑹 u + 𝑹 x 𝑹 w 𝑹 v + 𝑹 z 𝑹 u
90 1 2 3 4 5 19 32 71 89 ecovass A B C A B C = A B C