Theorem grpinvinv 13930

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 13911	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝑁‘𝑋) ∈ 𝐵)
4		eqid 2238	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
5		eqid 2238	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
6	1, 4, 5, 2	grprinv 13914	. . . 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 13913	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑋)(+g‘𝐺)𝑋) = (0g‘𝐺))
9	7, 8	eqtr4d 2274	. 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 13911	. . . 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 13925	. . 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 1280	. 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)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  Basecbs 13409  +_gcplusg 13489  0_gc0g 13668  Grpcgrp 13863  inv_gcminusg 13864

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1re 8279  ax-addrcl 8282

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-id 4440  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-riota 6041  df-ov 6091  df-inn 9314  df-2 9372  df-ndx 13412  df-slot 13413  df-base 13415  df-plusg 13502  df-0g 13670  df-mgm 13734  df-sgrp 13775  df-mnd 13788  df-grp 13866  df-minusg 13867

This theorem is used by:  grpinv11  13932  grpinvnz  13934  grpsubinv  13936  grpinvsub  13945  grpsubeq0  13949  grpnpcan  13955  mulgneg  14001  mulgnegneg  14002  mulginvinv  14009  mulgdir  14015  mulgass  14020  eqger  14085  ablsub2inv  14204  invghm  14222  rngm2neg  14354  ringm2neg  14466  unitinvinv  14539  unitnegcl  14545  lspsnneg  14865