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Description: Lemma used to transfer an associative law via an equivalence relation. (Contributed by NM, 31-Aug-1995) (Revised by David Abernethy, 4-Jun-2013)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | ecovass.1 | ⊢ 𝐷 = ( ( 𝑆 × 𝑆 ) / ∼ ) | |
| ecovass.2 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ ) | ||
| ecovass.3 | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) | ||
| ecovass.4 | ⊢ ( ( ( 𝐺 ∈ 𝑆 ∧ 𝐻 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ ) | ||
| ecovass.5 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑁 ∈ 𝑆 ∧ 𝑄 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ ) | ||
| ecovass.6 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) → ( 𝐺 ∈ 𝑆 ∧ 𝐻 ∈ 𝑆 ) ) | ||
| ecovass.7 | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( 𝑁 ∈ 𝑆 ∧ 𝑄 ∈ 𝑆 ) ) | ||
| ecovass.8 | ⊢ 𝐽 = 𝐿 | ||
| ecovass.9 | ⊢ 𝐾 = 𝑀 | ||
| Assertion | ecovass | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝐷 ∧ 𝐵 ∈ 𝐷 ∧ 𝐶 ∈ 𝐷 ) → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | ecovass.1 | ⊢ 𝐷 = ( ( 𝑆 × 𝑆 ) / ∼ ) | |
| 2 | ecovass.2 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ ) | |
| 3 | ecovass.3 | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) | |
| 4 | ecovass.4 | ⊢ ( ( ( 𝐺 ∈ 𝑆 ∧ 𝐻 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ ) | |
| 5 | ecovass.5 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑁 ∈ 𝑆 ∧ 𝑄 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ ) | |
| 6 | ecovass.6 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) → ( 𝐺 ∈ 𝑆 ∧ 𝐻 ∈ 𝑆 ) ) | |
| 7 | ecovass.7 | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( 𝑁 ∈ 𝑆 ∧ 𝑄 ∈ 𝑆 ) ) | |
| 8 | ecovass.8 | ⊢ 𝐽 = 𝐿 | |
| 9 | ecovass.9 | ⊢ 𝐾 = 𝑀 | |
| 10 | oveq1 | ⊢ ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ = 𝐴 → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) = ( 𝐴 + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) ) | |
| 11 | 10 | oveq1d | ⊢ ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ = 𝐴 → ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( ( 𝐴 + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) |
| 12 | oveq1 | ⊢ ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ = 𝐴 → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = ( 𝐴 + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ) | |
| 13 | 11 12 | eqeq12d | ⊢ ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ = 𝐴 → ( ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ↔ ( ( 𝐴 + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( 𝐴 + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ) ) |
| 14 | oveq2 | ⊢ ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ = 𝐵 → ( 𝐴 + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) = ( 𝐴 + 𝐵 ) ) | |
| 15 | 14 | oveq1d | ⊢ ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ = 𝐵 → ( ( 𝐴 + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) |
| 16 | oveq1 | ⊢ ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ = 𝐵 → ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( 𝐵 + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) | |
| 17 | 16 | oveq2d | ⊢ ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ = 𝐵 → ( 𝐴 + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ) |
| 18 | 15 17 | eqeq12d | ⊢ ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ = 𝐵 → ( ( ( 𝐴 + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( 𝐴 + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ↔ ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ) ) |
| 19 | oveq2 | ⊢ ( [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ = 𝐶 → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) ) | |
| 20 | oveq2 | ⊢ ( [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ = 𝐶 → ( 𝐵 + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( 𝐵 + 𝐶 ) ) | |
| 21 | 20 | oveq2d | ⊢ ( [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ = 𝐶 → ( 𝐴 + ( 𝐵 + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ) |
| 22 | 19 21 | eqeq12d | ⊢ ( [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ = 𝐶 → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ↔ ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ) ) |
| 23 | opeq12 | ⊢ ( ( 𝐽 = 𝐿 ∧ 𝐾 = 𝑀 ) → 〈 𝐽 , 𝐾 〉 = 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ) | |
| 24 | 23 | eceq1d | ⊢ ( ( 𝐽 = 𝐿 ∧ 𝐾 = 𝑀 ) → [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ ) |
| 25 | 8 9 24 | mp2an | ⊢ [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ |
| 26 | 2 | oveq1d | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) → ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) |
| 27 | 26 | adantr | ⊢ ( ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) |
| 28 | 6 4 | sylan | ⊢ ( ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝐺 , 𝐻 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ ) |
| 29 | 27 28 | eqtrd | ⊢ ( ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ ) |
| 30 | 29 | 3impa | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐽 , 𝐾 〉 ] ∼ ) |
| 31 | 3 | oveq2d | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) ) |
| 32 | 31 | adantl | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) ) |
| 33 | 7 5 | sylan2 | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑁 , 𝑄 〉 ] ∼ ) = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ ) |
| 34 | 32 33 | eqtrd | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ ) |
| 35 | 34 | 3impb | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) = [ 〈 𝐿 , 𝑀 〉 ] ∼ ) |
| 36 | 25 30 35 | 3eqtr4a | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆 ) ∧ ( 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ) ) → ( ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ ) + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) = ( [ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ] ∼ + ( [ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ] ∼ + [ 〈 𝑣 , 𝑢 〉 ] ∼ ) ) ) |
| 37 | 1 13 18 22 36 | 3ecoptocl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝐷 ∧ 𝐵 ∈ 𝐷 ∧ 𝐶 ∈ 𝐷 ) → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) = ( 𝐴 + ( 𝐵 + 𝐶 ) ) ) |