Theorem grpinvinv 13139

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 13120	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝑁‘𝑋) ∈ 𝐵)
4		eqid 2193	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
5		eqid 2193	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
6	1, 4, 5, 2	grprinv 13123	. . . 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 13122	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)𝑋) = (0g‘𝐺))
9	7, 8	eqtr4d 2229	. 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 13120	. . . 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 13134	. . 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 1251	. 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 1364   ∈ wcel 2164  ‘cfv 5254  (class class class)co 5918  Basecbs 12618  +_gcplusg 12695  0_gc0g 12867  Grpcgrp 13072  inv_gcminusg 13073

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 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1re 7966  ax-addrcl 7969

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-id 4324  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-inn 8983  df-2 9041  df-ndx 12621  df-slot 12622  df-base 12624  df-plusg 12708  df-0g 12869  df-mgm 12939  df-sgrp 12985  df-mnd 12998  df-grp 13075  df-minusg 13076

This theorem is referenced by:  grpinv11  13141  grpinvnz  13143  grpsubinv  13145  grpinvsub  13154  grpsubeq0  13158  grpnpcan  13164  mulgneg  13210  mulgnegneg  13211  mulginvinv  13218  mulgdir  13224  mulgass  13229  eqger  13294  ablsub2inv  13381  invghm  13399  rngm2neg  13445  ringm2neg  13551  unitinvinv  13620  unitnegcl  13626  lspsnneg  13916