Theorem grpinvinv 13474

Description: Double inverse law for groups. Lemma 2.2.1(c) of [Herstein] p. 55. (Contributed by NM, 31-Mar-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
grpinvinv.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
grpinvinv.n	⊢ 𝑁 = (invg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
grpinvinv	⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝑁‘(𝑁‘𝑋)) = 𝑋)

Proof of Theorem grpinvinv

Step	Hyp	Ref	Expression
1		grpinvinv.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
2		grpinvinv.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (invg‘𝐺)
3	1, 2	grpinvcl 13455	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝑁‘𝑋) ∈ 𝐵)
4		eqid 2206	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
5		eqid 2206	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
6	1, 4, 5, 2	grprinv 13458	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁‘𝑋) ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)(𝑁‘(𝑁‘𝑋))) = (0g‘𝐺))
7	3, 6	syldan 282	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)(𝑁‘(𝑁‘𝑋))) = (0g‘𝐺))
8	1, 4, 5, 2	grplinv 13457	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)𝑋) = (0g‘𝐺))
9	7, 8	eqtr4d 2242	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)(𝑁‘(𝑁‘𝑋))) = ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)𝑋))
10		simpl 109	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ Grp)
11	1, 2	grpinvcl 13455	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁‘𝑋) ∈ 𝐵) → (𝑁‘(𝑁‘𝑋)) ∈ 𝐵)
12	3, 11	syldan 282	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝑁‘(𝑁‘𝑋)) ∈ 𝐵)
13		simpr 110	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → 𝑋 ∈ 𝐵)
14	1, 4	grplcan 13469	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((𝑁‘(𝑁‘𝑋)) ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ (𝑁‘𝑋) ∈ 𝐵)) → (((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)(𝑁‘(𝑁‘𝑋))) = ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)𝑋) ↔ (𝑁‘(𝑁‘𝑋)) = 𝑋))
15	10, 12, 13, 3, 14	syl13anc 1252	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)(𝑁‘(𝑁‘𝑋))) = ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)𝑋) ↔ (𝑁‘(𝑁‘𝑋)) = 𝑋))
16	9, 15	mpbid 147	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝑁‘(𝑁‘𝑋)) = 𝑋)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1373   ∈ wcel 2177  ‘cfv 5280  (class class class)co 5957  Basecbs 12907  +_gcplusg 12984  0_gc0g 13163  Grpcgrp 13407  inv_gcminusg 13408

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4167  ax-sep 4170  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1re 8039  ax-addrcl 8042

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-iun 3935  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-id 4348  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fo 5286  df-f1o 5287  df-fv 5288  df-riota 5912  df-ov 5960  df-inn 9057  df-2 9115  df-ndx 12910  df-slot 12911  df-base 12913  df-plusg 12997  df-0g 13165  df-mgm 13263  df-sgrp 13309  df-mnd 13324  df-grp 13410  df-minusg 13411

This theorem is referenced by:  grpinv11  13476  grpinvnz  13478  grpsubinv  13480  grpinvsub  13489  grpsubeq0  13493  grpnpcan  13499  mulgneg  13551  mulgnegneg  13552  mulginvinv  13559  mulgdir  13565  mulgass  13570  eqger  13635  ablsub2inv  13722  invghm  13740  rngm2neg  13786  ringm2neg  13892  unitinvinv  13961  unitnegcl  13967  lspsnneg  14257