Metamath Proof Explorer


Theorem nnmcl

Description: Closure of multiplication of natural numbers. Proposition 8.17 of TakeutiZaring p. 63. Theorem 2.20 of Schloeder p. 6. (Contributed by NM, 20-Sep-1995) (Proof shortened by Andrew Salmon, 22-Oct-2011)

Ref Expression
Assertion nnmcl ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ๐ด ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ต โ†’ ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) = ( ๐ด ยทo ๐ต ) )
2 1 eleq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ต โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) โˆˆ ฯ‰ โ†” ( ๐ด ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ ) )
3 2 imbi2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ต โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) โˆˆ ฯ‰ ) โ†” ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ ) ) )
4 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = โˆ… โ†’ ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) = ( ๐ด ยทo โˆ… ) )
5 4 eleq1d โŠข ( ๐‘ฅ = โˆ… โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) โˆˆ ฯ‰ โ†” ( ๐ด ยทo โˆ… ) โˆˆ ฯ‰ ) )
6 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) = ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) )
7 6 eleq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) โˆˆ ฯ‰ โ†” ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ ) )
8 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = suc ๐‘ฆ โ†’ ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) = ( ๐ด ยทo suc ๐‘ฆ ) )
9 8 eleq1d โŠข ( ๐‘ฅ = suc ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) โˆˆ ฯ‰ โ†” ( ๐ด ยทo suc ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ ) )
10 nnm0 โŠข ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo โˆ… ) = โˆ… )
11 peano1 โŠข โˆ… โˆˆ ฯ‰
12 10 11 eqeltrdi โŠข ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo โˆ… ) โˆˆ ฯ‰ )
13 nnacl โŠข ( ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ด โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ )
14 13 expcom โŠข ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ ) )
15 14 adantr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ ) )
16 nnmsuc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ๐ด ยทo suc ๐‘ฆ ) = ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐ด ) )
17 16 eleq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด ยทo suc ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ โ†” ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ ) )
18 15 17 sylibrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo suc ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ ) )
19 18 expcom โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo suc ๐‘ฆ ) โˆˆ ฯ‰ ) ) )
20 5 7 9 12 19 finds2 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) โˆˆ ฯ‰ ) )
21 3 20 vtoclga โŠข ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ด ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ ) )
22 21 impcom โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ๐ด ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ )