Metamath Proof Explorer


Theorem srgmulgass

Description: An associative property between group multiple and ring multiplication for semirings. (Contributed by AV, 23-Aug-2019)

Ref Expression
Hypotheses srgmulgass.b ⊢ B = Base R
srgmulgass.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
srgmulgass.t ⊢ × ˙ = ⋅ R
Assertion srgmulgass ⊢ R ∈ SRing ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 srgmulgass.b ⊢ B = Base R
2 srgmulgass.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
3 srgmulgass.t ⊢ × ˙ = ⋅ R
4 oveq1 ⊢ x = 0 → x · ˙ X = 0 · ˙ X
5 4 oveq1d ⊢ x = 0 → x · ˙ X × ˙ Y = 0 · ˙ X × ˙ Y
6 oveq1 ⊢ x = 0 → x · ˙ X × ˙ Y = 0 · ˙ X × ˙ Y
7 5 6 eqeq12d ⊢ x = 0 → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ 0 · ˙ X × ˙ Y = 0 · ˙ X × ˙ Y
8 7 imbi2d ⊢ x = 0 → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → 0 · ˙ X × ˙ Y = 0 · ˙ X × ˙ Y
9 oveq1 ⊢ x = y → x · ˙ X = y · ˙ X
10 9 oveq1d ⊢ x = y → x · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y
11 oveq1 ⊢ x = y → x · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y
12 10 11 eqeq12d ⊢ x = y → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y
13 12 imbi2d ⊢ x = y → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y
14 oveq1 ⊢ x = y + 1 → x · ˙ X = y + 1 · ˙ X
15 14 oveq1d ⊢ x = y + 1 → x · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
16 oveq1 ⊢ x = y + 1 → x · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
17 15 16 eqeq12d ⊢ x = y + 1 → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
18 17 imbi2d ⊢ x = y + 1 → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
19 oveq1 ⊢ x = N → x · ˙ X = N · ˙ X
20 19 oveq1d ⊢ x = N → x · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
21 oveq1 ⊢ x = N → x · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
22 20 21 eqeq12d ⊢ x = N → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
23 22 imbi2d ⊢ x = N → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → x · ˙ X × ˙ Y = x · ˙ X × ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
24 simpr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → R ∈ SRing
25 simpr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y ∈ B
26 25 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → Y ∈ B
27 eqid ⊢ 0 R = 0 R
28 1 3 27 srglz ⊢ R ∈ SRing ∧ Y ∈ B → 0 R × ˙ Y = 0 R
29 24 26 28 syl2anc ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → 0 R × ˙ Y = 0 R
30 simpl ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∈ B
31 30 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → X ∈ B
32 1 27 2 mulg0 ⊢ X ∈ B → 0 · ˙ X = 0 R
33 31 32 syl ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → 0 · ˙ X = 0 R
34 33 oveq1d ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → 0 · ˙ X × ˙ Y = 0 R × ˙ Y
35 1 3 srgcl ⊢ R ∈ SRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X × ˙ Y ∈ B
36 24 31 26 35 syl3anc ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → X × ˙ Y ∈ B
37 1 27 2 mulg0 ⊢ X × ˙ Y ∈ B → 0 · ˙ X × ˙ Y = 0 R
38 36 37 syl ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → 0 · ˙ X × ˙ Y = 0 R
39 29 34 38 3eqtr4d ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → 0 · ˙ X × ˙ Y = 0 · ˙ X × ˙ Y
40 srgmnd ⊢ R ∈ SRing → R ∈ Mnd
41 40 adantl ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → R ∈ Mnd
42 41 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → R ∈ Mnd
43 simpl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y ∈ ℕ 0
44 31 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → X ∈ B
45 eqid ⊢ + R = + R
46 1 2 45 mulgnn0p1 ⊢ R ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B → y + 1 · ˙ X = y · ˙ X + R X
47 42 43 44 46 syl3anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y + 1 · ˙ X = y · ˙ X + R X
48 47 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X + R X × ˙ Y
49 24 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → R ∈ SRing
50 1 2 42 43 44 mulgnn0cld ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y · ˙ X ∈ B
51 26 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → Y ∈ B
52 1 45 3 srgdir ⊢ R ∈ SRing ∧ y · ˙ X ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → y · ˙ X + R X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
53 49 50 44 51 52 syl13anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y · ˙ X + R X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
54 48 53 eqtrd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
55 54 adantr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing ∧ y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
56 oveq1 ⊢ y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y → y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
57 35 3expb ⊢ R ∈ SRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X × ˙ Y ∈ B
58 57 ancoms ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → X × ˙ Y ∈ B
59 58 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → X × ˙ Y ∈ B
60 1 2 45 mulgnn0p1 ⊢ R ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ X × ˙ Y ∈ B → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
61 42 43 59 60 syl3anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y
62 61 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
63 56 62 sylan9eqr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing ∧ y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y → y · ˙ X × ˙ Y + R X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
64 55 63 eqtrd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing ∧ y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
65 64 exp31 ⊢ y ∈ ℕ 0 → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
66 65 a2d ⊢ y ∈ ℕ 0 → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y · ˙ X × ˙ Y = y · ˙ X × ˙ Y → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → y + 1 · ˙ X × ˙ Y = y + 1 · ˙ X × ˙ Y
67 8 13 18 23 39 66 nn0ind ⊢ N ∈ ℕ 0 → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ R ∈ SRing → N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
68 67 expd ⊢ N ∈ ℕ 0 → X ∈ B ∧ Y ∈ B → R ∈ SRing → N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
69 68 3impib ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → R ∈ SRing → N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y
70 69 impcom ⊢ R ∈ SRing ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N · ˙ X × ˙ Y = N · ˙ X × ˙ Y