Prove the following sequents using only Peano's axioms:
|- -(0'=0'') 1 (1) 0'=0'' A 1 (2) 0=0' 1 SUCC (3) -(0=0') NOT0 1 (4) (0=0') & -(0=0') 2,3 &I (5) -(0'=0'') 1,4 RAA
|- 0'''×0''=0'''''' (1) 0'''×0''=(0'''×0')+0''' MULT1 (2) 0'''×0'=(0'''×0)+0''' MULT1 (3) 0'''×0=0 MULT0 (4) 0'''×0'=0+0''' 3,2 SUBST (5) 0+0'''=(0+0'')' PLUS1 (6) 0+0''=(0+0')' PLUS1 (7) 0+0'=(0+0)' PLUS1 (8) 0+0=0 PLUS0 (9) 0+0'=0' 8,7 SUBST (10) 0+0''=0'' 9,6 SUBST (11) 0+0'''=0''' 10,5 SUBST (12) 0'''×0'=0''' 11,4 SUBST (13) 0'''×0''=0'''+0''' 12,1 SUBST (14) 0'''+0'''=(0'''+0'')' PLUS1 (15) 0'''+0''=(0'''+0')' PLUS1 (16) 0'''+0'=(0'''+0)' PLUS1 (17) 0'''+0=0''' PLUS0 (18) 0'''+0'=0'''' 17,16 SUBST (19) 0'''+0''=0''''' 18,15 SUBST (20) 0'''+0'''=0'''''' 19,14 SUBST (21) 0'''×0''=0'''''' 20,13 SUBST
|- a×(b+c)=(a×b)+(a×c) (1) a×(b+0)=(a×b)+(a×0) TI 1, below (2) (a×(b+x)=(a×b)+(a×x)) -> (a×(b+x')=(a×b)+(a×x')) TI 2, below (3) a×(b+c)=(a×b)+(a×c) 1,2 IND
This depends on the following two ``subroutine'' theorems:
|- a×(b+0)=(a×b)+(a×0) (1) a×(b+0)=a×(b+0) REFL (2) b+0=b PLUS0 (3) a×(b+0)=a×b 2,1 SUBST (4) (a×b)+(a×0)=(a×b)+(a×0) REFL (5) a×0=0 MULT0 (6) (a×b)+0=(a×b)+(a×0) 5,4 SUBST (7) (a×b)+0=a×b PLUS0 (8) a×b=(a×b)+(a×0) 7,6 SUBST (9) a×(b+0)=(a×b)+(a×0) 8,3 SUBST
|- (a×(b+x)=(a×b)+(a×x)) -> (a×(b+x')=(a×b)+(a×x')) 1 (1) a×(b+x)=(a×b)+(a×x) A (2) a×(b+x')=a×(b+x') REFL (3) b+x'=(b+x)' PLUS1 (4) a×(b+x')=a×(b+x)' 3,2 SUBST (5) a×(b+x)'=(a×(b+x))+a MULT1 (6) a×(b+x')=(a×(b+x))+a 5,4 SUBST 1 (7) a×(b+x')=((a×b)+(a×x))+a 1,6 SUBST (8) (a×b)+(a×x')=(a×b)+(a×x') REFL (9) a×x'=(a×x)+a MULT1 (10) (a×b)+((a×x)+a)=(a×b)+(a×x') 9,8 SUBST (11) (a×b)+((a×x)+a)=((a×b)+(a×x))+a TI(S) ASSOC (12) ((a×b)+(a×x))+a=(a×b)+(a×x') 11,10 SUBST 1 (13) a×(b+x')=(a×b)+(a×x') 12,7 SUBST (14) (a×(b+x)=(a×b)+(a×x)) -> (a×(b+x')=(a×b)+(a×x')) 1,13 CP
|- a×(b×c)=(a×b)×c (1) a×(b×0)=(a×b)×0 TI 1, below (2) (a×(b×x)=(a×b)×x) -> (a×(b×x')=(a×b)×x') TI 2, below (3) a×(b×c)=(a×b)×c 1,2 IND
|- a×(b×0)=(a×b)×0 (1) a×(b×0)=a×(b×0) REFL (2) b×0=0 MULT0 (3) a×(b×0)=a×0 2,1 SUBST (4) a×0=0 MULT0 (5) a×(b×0)=0 4,3 SUBST (6) (a×b)×0=(a×b)×0 REFL (7) (a×b)×0=0 MULT0 (8) 0=(a×b)×0 7,6 SUBST (9) a×(b×0)=(a×b)×0 8,5 SUBST
|- (a×(b×x)=(a×b)×x) -> (a×(b×x')=(a×b)×x') 1 (1) a×(b×x)=(a×b)×x A (2) a×(b×x')=a×(b×x') REFL (3) b×x'=(b×x)+b MULT1 (4) a×(b×x')=a×((b×x)+b) 3,2 SUBST (5) a×((b×x)+b)=(a×(b×x))+(a×b) TI(S) problem 3 (6) a×(b×x')=(a×(b×x))+(a×b) 5,4 SUBST 1 (7) a×(b×x')=((a×b)×x)+(a×b) 1,6 SUBST (8) (a×b)×x'=(a×b)×x' REFL (9) (a×b)×x'=((a×b)×x)+(a×b) MULT1 (10) ((a×b)×x)+(a×b)=(a×b)×x' 9,8 SUBST 1 (11) a×(b×x')=(a×b)×x' 10,7 SUBST (12) (a×(b×x)=(a×b)×x) -> (a×(b×x')=(a×b)×x') 1,11 CP