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Theorem mulgdirlem 17512
Description: Lemma for mulgdir 17513. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
mulgnndir.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
mulgnndir.t · = (.g𝐺)
mulgnndir.p + = (+g𝐺)
Assertion
Ref Expression
mulgdirlem ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))

Proof of Theorem mulgdirlem
StepHypRef Expression
1 simpl1 1062 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝐺 ∈ Grp)
2 grpmnd 17369 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp → 𝐺 ∈ Mnd)
31, 2syl 17 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝐺 ∈ Mnd)
4 simprl 793 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ ℕ0)
5 simprr 795 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
6 simpl23 1139 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑋𝐵)
7 mulgnndir.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝐺)
8 mulgnndir.t . . . . . 6 · = (.g𝐺)
9 mulgnndir.p . . . . . 6 + = (+g𝐺)
107, 8, 9mulgnn0dir 17511 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0𝑋𝐵)) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
113, 4, 5, 6, 10syl13anc 1325 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
1211anassrs 679 . . 3 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
13 simpl1 1062 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝐺 ∈ Grp)
14 simp22 1093 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
1514adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ ℤ)
16 simpl23 1139 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑋𝐵)
17 eqid 2621 . . . . . . . . . . 11 (invg𝐺) = (invg𝐺)
187, 8, 17mulgneg 17500 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (-𝑁 · 𝑋) = ((invg𝐺)‘(𝑁 · 𝑋)))
1913, 15, 16, 18syl3anc 1323 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (-𝑁 · 𝑋) = ((invg𝐺)‘(𝑁 · 𝑋)))
2019oveq1d 6630 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)) = (((invg𝐺)‘(𝑁 · 𝑋)) + (𝑁 · 𝑋)))
217, 8mulgcl 17499 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
2213, 15, 16, 21syl3anc 1323 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
23 eqid 2621 . . . . . . . . . 10 (0g𝐺) = (0g𝐺)
247, 9, 23, 17grplinv 17408 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵) → (((invg𝐺)‘(𝑁 · 𝑋)) + (𝑁 · 𝑋)) = (0g𝐺))
2513, 22, 24syl2anc 692 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((invg𝐺)‘(𝑁 · 𝑋)) + (𝑁 · 𝑋)) = (0g𝐺))
2620, 25eqtrd 2655 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)) = (0g𝐺))
2726oveq2d 6631 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋))) = (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (0g𝐺)))
28 simpl3 1064 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0)
29 nn0z 11360 . . . . . . . . 9 ((𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0 → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
3028, 29syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
317, 8mulgcl 17499 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵)
3213, 30, 16, 31syl3anc 1323 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵)
337, 9, 23grprid 17393 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵) → (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (0g𝐺)) = ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))
3413, 32, 33syl2anc 692 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (0g𝐺)) = ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))
3527, 34eqtrd 2655 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋))) = ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))
36 nn0z 11360 . . . . . . . . 9 (-𝑁 ∈ ℕ0 → -𝑁 ∈ ℤ)
3736ad2antll 764 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → -𝑁 ∈ ℤ)
387, 8mulgcl 17499 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ -𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (-𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
3913, 37, 16, 38syl3anc 1323 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (-𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
407, 9grpass 17371 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵 ∧ (-𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵 ∧ (𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)) → ((((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (-𝑁 · 𝑋)) + (𝑁 · 𝑋)) = (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋))))
4113, 32, 39, 22, 40syl13anc 1325 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (-𝑁 · 𝑋)) + (𝑁 · 𝑋)) = (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋))))
4213, 2syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝐺 ∈ Mnd)
43 simprr 795 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → -𝑁 ∈ ℕ0)
447, 8, 9mulgnn0dir 17511 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ ((𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0𝑋𝐵)) → (((𝑀 + 𝑁) + -𝑁) · 𝑋) = (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (-𝑁 · 𝑋)))
4542, 28, 43, 16, 44syl13anc 1325 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) + -𝑁) · 𝑋) = (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (-𝑁 · 𝑋)))
46 simp21 1092 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ ℤ)
4746zcnd 11443 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ ℂ)
4814zcnd 11443 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
4947, 48addcld 10019 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℂ)
5049adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℂ)
5148adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ ℂ)
5250, 51negsubd 10358 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀 + 𝑁) + -𝑁) = ((𝑀 + 𝑁) − 𝑁))
5347adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ ℂ)
5453, 51pncand 10353 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀 + 𝑁) − 𝑁) = 𝑀)
5552, 54eqtrd 2655 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀 + 𝑁) + -𝑁) = 𝑀)
5655oveq1d 6630 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) + -𝑁) · 𝑋) = (𝑀 · 𝑋))
5745, 56eqtr3d 2657 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (-𝑁 · 𝑋)) = (𝑀 · 𝑋))
5857oveq1d 6630 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + (-𝑁 · 𝑋)) + (𝑁 · 𝑋)) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
5941, 58eqtr3d 2657 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → (((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) + ((-𝑁 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋))) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
6035, 59eqtr3d 2657 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
6160anassrs 679 . . 3 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
62 elznn0 11352 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ ↔ (𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0)))
6362simprbi 480 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0))
6414, 63syl 17 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0))
6564adantr 481 . . 3 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0))
6612, 61, 65mpjaodan 826 . 2 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
67 simpl1 1062 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → 𝐺 ∈ Grp)
6846adantr 481 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ ℤ)
69 simpl23 1139 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐵)
707, 8mulgcl 17499 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵)
7167, 68, 69, 70syl3anc 1323 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵)
7268znegcld 11444 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → -𝑀 ∈ ℤ)
737, 8mulgcl 17499 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ -𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (-𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵)
7467, 72, 69, 73syl3anc 1323 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (-𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵)
75293ad2ant3 1082 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
7675adantr 481 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℤ)
7767, 76, 69, 31syl3anc 1323 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵)
787, 9grpass 17371 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵 ∧ (-𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵 ∧ ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵)) → (((𝑀 · 𝑋) + (-𝑀 · 𝑋)) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = ((𝑀 · 𝑋) + ((-𝑀 · 𝑋) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))))
7967, 71, 74, 77, 78syl13anc 1325 . . 3 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (((𝑀 · 𝑋) + (-𝑀 · 𝑋)) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = ((𝑀 · 𝑋) + ((-𝑀 · 𝑋) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))))
807, 8, 17mulgneg 17500 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (-𝑀 · 𝑋) = ((invg𝐺)‘(𝑀 · 𝑋)))
8167, 68, 69, 80syl3anc 1323 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (-𝑀 · 𝑋) = ((invg𝐺)‘(𝑀 · 𝑋)))
8281oveq2d 6631 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 · 𝑋) + (-𝑀 · 𝑋)) = ((𝑀 · 𝑋) + ((invg𝐺)‘(𝑀 · 𝑋))))
837, 9, 23, 17grprinv 17409 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 · 𝑋) ∈ 𝐵) → ((𝑀 · 𝑋) + ((invg𝐺)‘(𝑀 · 𝑋))) = (0g𝐺))
8467, 71, 83syl2anc 692 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 · 𝑋) + ((invg𝐺)‘(𝑀 · 𝑋))) = (0g𝐺))
8582, 84eqtrd 2655 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 · 𝑋) + (-𝑀 · 𝑋)) = (0g𝐺))
8685oveq1d 6630 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (((𝑀 · 𝑋) + (-𝑀 · 𝑋)) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = ((0g𝐺) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)))
877, 9, 23grplid 17392 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) ∈ 𝐵) → ((0g𝐺) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))
8867, 77, 87syl2anc 692 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((0g𝐺) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))
8986, 88eqtrd 2655 . . 3 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (((𝑀 · 𝑋) + (-𝑀 · 𝑋)) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))
9067, 2syl 17 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → 𝐺 ∈ Mnd)
91 simpr 477 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → -𝑀 ∈ ℕ0)
92 simpl3 1064 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0)
937, 8, 9mulgnn0dir 17511 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (-𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0𝑋𝐵)) → ((-𝑀 + (𝑀 + 𝑁)) · 𝑋) = ((-𝑀 · 𝑋) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)))
9490, 91, 92, 69, 93syl13anc 1325 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((-𝑀 + (𝑀 + 𝑁)) · 𝑋) = ((-𝑀 · 𝑋) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)))
9547adantr 481 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ ℂ)
9695negcld 10339 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → -𝑀 ∈ ℂ)
9749adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 + 𝑁) ∈ ℂ)
9896, 97addcomd 10198 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (-𝑀 + (𝑀 + 𝑁)) = ((𝑀 + 𝑁) + -𝑀))
9997, 95negsubd 10358 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) + -𝑀) = ((𝑀 + 𝑁) − 𝑀))
10048adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℂ)
10195, 100pncan2d 10354 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) − 𝑀) = 𝑁)
10298, 99, 1013eqtrd 2659 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → (-𝑀 + (𝑀 + 𝑁)) = 𝑁)
103102oveq1d 6630 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((-𝑀 + (𝑀 + 𝑁)) · 𝑋) = (𝑁 · 𝑋))
10494, 103eqtr3d 2657 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((-𝑀 · 𝑋) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋)) = (𝑁 · 𝑋))
105104oveq2d 6631 . . 3 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 · 𝑋) + ((-𝑀 · 𝑋) + ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋))) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
10679, 89, 1053eqtr3d 2663 . 2 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) ∧ -𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
107 elznn0 11352 . . . 4 (𝑀 ∈ ℤ ↔ (𝑀 ∈ ℝ ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∨ -𝑀 ∈ ℕ0)))
108107simprbi 480 . . 3 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀 ∈ ℕ0 ∨ -𝑀 ∈ ℕ0))
10946, 108syl 17 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → (𝑀 ∈ ℕ0 ∨ -𝑀 ∈ ℕ0))
11066, 106, 109mpjaodan 826 1 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑀 + 𝑁) ∈ ℕ0) → ((𝑀 + 𝑁) · 𝑋) = ((𝑀 · 𝑋) + (𝑁 · 𝑋)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wo 383  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  cfv 5857  (class class class)co 6615  cc 9894  cr 9895   + caddc 9899  cmin 10226  -cneg 10227  0cn0 11252  cz 11337  Basecbs 15800  +gcplusg 15881  0gc0g 16040  Mndcmnd 17234  Grpcgrp 17362  invgcminusg 17363  .gcmg 17480
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4741  ax-sep 4751  ax-nul 4759  ax-pow 4813  ax-pr 4877  ax-un 6914  ax-inf2 8498  ax-cnex 9952  ax-resscn 9953  ax-1cn 9954  ax-icn 9955  ax-addcl 9956  ax-addrcl 9957  ax-mulcl 9958  ax-mulrcl 9959  ax-mulcom 9960  ax-addass 9961  ax-mulass 9962  ax-distr 9963  ax-i2m1 9964  ax-1ne0 9965  ax-1rid 9966  ax-rnegex 9967  ax-rrecex 9968  ax-cnre 9969  ax-pre-lttri 9970  ax-pre-lttrn 9971  ax-pre-ltadd 9972  ax-pre-mulgt0 9973
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2913  df-rex 2914  df-reu 2915  df-rmo 2916  df-rab 2917  df-v 3192  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3898  df-if 4065  df-pw 4138  df-sn 4156  df-pr 4158  df-tp 4160  df-op 4162  df-uni 4410  df-iun 4494  df-br 4624  df-opab 4684  df-mpt 4685  df-tr 4723  df-eprel 4995  df-id 4999  df-po 5005  df-so 5006  df-fr 5043  df-we 5045  df-xp 5090  df-rel 5091  df-cnv 5092  df-co 5093  df-dm 5094  df-rn 5095  df-res 5096  df-ima 5097  df-pred 5649  df-ord 5695  df-on 5696  df-lim 5697  df-suc 5698  df-iota 5820  df-fun 5859  df-fn 5860  df-f 5861  df-f1 5862  df-fo 5863  df-f1o 5864  df-fv 5865  df-riota 6576  df-ov 6618  df-oprab 6619  df-mpt2 6620  df-om 7028  df-1st 7128  df-2nd 7129  df-wrecs 7367  df-recs 7428  df-rdg 7466  df-er 7702  df-en 7916  df-dom 7917  df-sdom 7918  df-pnf 10036  df-mnf 10037  df-xr 10038  df-ltxr 10039  df-le 10040  df-sub 10228  df-neg 10229  df-nn 10981  df-n0 11253  df-z 11338  df-uz 11648  df-fz 12285  df-seq 12758  df-0g 16042  df-mgm 17182  df-sgrp 17224  df-mnd 17235  df-grp 17365  df-minusg 17366  df-mulg 17481
This theorem is referenced by:  mulgdir  17513
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