Metamath Proof Explorer


Theorem rglcom4d

Description: Restricted commutativity of the addition in a ring-like structure. This (formerly) part of the proof for ringcom depends on the closure of the addition, the (left and right) distributivity and the existence of a (left) multiplicative identity only. (Contributed by Gérard Lang, 4-Dec-2014) (Revised by AV, 1-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses o2timesd.e ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
o2timesd.u ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B
o2timesd.i ⊢ φ → ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x
o2timesd.x ⊢ φ → X ∈ B
rglcom4d.a ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x + ˙ y ∈ B
rglcom4d.d ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
rglcom4d.y ⊢ φ → Y ∈ B
Assertion rglcom4d ⊢ φ → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 o2timesd.e ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
2 o2timesd.u ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B
3 o2timesd.i ⊢ φ → ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x
4 o2timesd.x ⊢ φ → X ∈ B
5 rglcom4d.a ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x + ˙ y ∈ B
6 rglcom4d.d ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
7 rglcom4d.y ⊢ φ → Y ∈ B
8 2 2 jca ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B ∧ 1 ˙ ∈ B
9 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y = 1 ˙ + ˙ y
10 9 eleq1d ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y ∈ B ↔ 1 ˙ + ˙ y ∈ B
11 oveq2 ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙
12 11 eleq1d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y ∈ B ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ ∈ B
13 10 12 rspc2v ⊢ 1 ˙ ∈ B ∧ 1 ˙ ∈ B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x + ˙ y ∈ B → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ ∈ B
14 8 5 13 sylc ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ ∈ B
15 14 4 7 3jca ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B
16 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ → x · ˙ y + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ z
17 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ → x · ˙ y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y
18 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ → x · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
19 17 18 oveq12d ⊢ x = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ → x · ˙ y + ˙ x · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
20 16 19 eqeq12d ⊢ x = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ → x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
21 oveq1 ⊢ y = X → y + ˙ z = X + ˙ z
22 21 oveq2d ⊢ y = X → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ z
23 oveq2 ⊢ y = X → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X
24 23 oveq1d ⊢ y = X → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
25 22 24 eqeq12d ⊢ y = X → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ y + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
26 oveq2 ⊢ z = Y → X + ˙ z = X + ˙ Y
27 26 oveq2d ⊢ z = Y → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
28 oveq2 ⊢ z = Y → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y
29 28 oveq2d ⊢ z = Y → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y
30 27 29 eqeq12d ⊢ z = Y → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y
31 20 25 30 rspc3v ⊢ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y
32 15 6 31 sylc ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y
33 oveq1 ⊢ x = X → x + ˙ y = X + ˙ y
34 33 eleq1d ⊢ x = X → x + ˙ y ∈ B ↔ X + ˙ y ∈ B
35 oveq2 ⊢ y = Y → X + ˙ y = X + ˙ Y
36 35 eleq1d ⊢ y = Y → X + ˙ y ∈ B ↔ X + ˙ Y ∈ B
37 34 36 rspc2va ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x + ˙ y ∈ B → X + ˙ Y ∈ B
38 4 7 5 37 syl21anc ⊢ φ → X + ˙ Y ∈ B
39 2 2 38 3jca ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B ∧ 1 ˙ ∈ B ∧ X + ˙ Y ∈ B
40 9 oveq1d ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ + ˙ y · ˙ z
41 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ → x · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z
42 41 oveq1d ⊢ x = 1 ˙ → x · ˙ z + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z
43 40 42 eqeq12d ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z
44 11 oveq1d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
45 oveq1 ⊢ y = 1 ˙ → y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z
46 45 oveq2d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z
47 44 46 eqeq12d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z
48 oveq2 ⊢ z = X + ˙ Y → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
49 oveq2 ⊢ z = X + ˙ Y → 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
50 49 49 oveq12d ⊢ z = X + ˙ Y → 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
51 48 50 eqeq12d ⊢ z = X + ˙ Y → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
52 43 47 51 rspc3v ⊢ 1 ˙ ∈ B ∧ 1 ˙ ∈ B ∧ X + ˙ Y ∈ B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
53 39 1 52 sylc ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
54 32 53 eqtr3d ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
55 1 2 3 4 o2timesd ⊢ φ → X + ˙ X = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X
56 55 eqcomd ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X = X + ˙ X
57 1 2 3 7 o2timesd ⊢ φ → Y + ˙ Y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y
58 57 eqcomd ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y = Y + ˙ Y
59 56 58 oveq12d ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ Y = X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y
60 oveq2 ⊢ x = X + ˙ Y → 1 ˙ · ˙ x = 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y
61 id ⊢ x = X + ˙ Y → x = X + ˙ Y
62 60 61 eqeq12d ⊢ x = X + ˙ Y → 1 ˙ · ˙ x = x ↔ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y
63 62 rspcva ⊢ X + ˙ Y ∈ B ∧ ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x → 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y
64 38 3 63 syl2anc ⊢ φ → 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y
65 64 64 oveq12d ⊢ φ → 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y + ˙ 1 ˙ · ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y
66 54 59 65 3eqtr3d ⊢ φ → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y