Theorem grplcan 13647

Description: Left cancellation law for groups. (Contributed by NM, 25-Aug-2011.)

Hypotheses

Ref	Expression
grplcan.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
grplcan.p	⊢ + = (+g‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
grplcan	⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌) ↔ 𝑋 = 𝑌))

Proof of Theorem grplcan

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 6026	. . . . . 6 ⊢ ((𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)))
2	1	adantl 277	. . . . 5 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)))
3		grplcan.b	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
4		grplcan.p	. . . . . . . . . . 11 ⊢ + = (+g‘𝐺)
5		eqid 2231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
6		eqid 2231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
7	3, 4, 5, 6	grplinv 13635	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) = (0g‘𝐺))
8	7	adantlr 477	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) = (0g‘𝐺))
9	8	oveq1d 6033	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑋) = ((0g‘𝐺) + 𝑋))
10	3, 6	grpinvcl 13633	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → ((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵)
11	10	adantrl 478	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵)
12		simprr 533	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑍 ∈ 𝐵)
13		simprl 531	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑋 ∈ 𝐵)
14	11, 12, 13	3jca 1203	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵))
15	3, 4	grpass 13594	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑋) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)))
16	14, 15	syldan 282	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑋) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)))
17	16	anassrs 400	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑋) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)))
18	3, 4, 5	grplid 13616	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((0g‘𝐺) + 𝑋) = 𝑋)
19	18	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → ((0g‘𝐺) + 𝑋) = 𝑋)
20	9, 17, 19	3eqtr3d 2272	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)) = 𝑋)
21	20	adantrl 478	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)) = 𝑋)
22	21	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑋)) = 𝑋)
23	7	adantrl 478	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) = (0g‘𝐺))
24	23	oveq1d 6033	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑌) = ((0g‘𝐺) + 𝑌))
25	10	adantrl 478	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵)
26		simprr 533	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑍 ∈ 𝐵)
27		simprl 531	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑌 ∈ 𝐵)
28	25, 26, 27	3jca 1203	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵))
29	3, 4	grpass 13594	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑌) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)))
30	28, 29	syldan 282	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑌) = (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)))
31	3, 4, 5	grplid 13616	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → ((0g‘𝐺) + 𝑌) = 𝑌)
32	31	adantrr 479	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((0g‘𝐺) + 𝑌) = 𝑌)
33	24, 30, 32	3eqtr3d 2272	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)) = 𝑌)
34	33	adantlr 477	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)) = 𝑌)
35	34	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) + (𝑍 + 𝑌)) = 𝑌)
36	2, 22, 35	3eqtr3d 2272	. . . 4 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌)) → 𝑋 = 𝑌)
37	36	exp53 377	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝑋 ∈ 𝐵 → (𝑌 ∈ 𝐵 → (𝑍 ∈ 𝐵 → ((𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌) → 𝑋 = 𝑌)))))
38	37	3imp2 1248	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌) → 𝑋 = 𝑌))
39		oveq2 6026	. 2 ⊢ (𝑋 = 𝑌 → (𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌))
40	38, 39	impbid1 142	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌) ↔ 𝑋 = 𝑌))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1004   = wceq 1397   ∈ wcel 2202  ‘cfv 5326  (class class class)co 6018  Basecbs 13084  +_gcplusg 13162  0_gc0g 13341  Grpcgrp 13585  inv_gcminusg 13586

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 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1re 8126  ax-addrcl 8129

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-id 4390  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-inn 9144  df-2 9202  df-ndx 13087  df-slot 13088  df-base 13090  df-plusg 13175  df-0g 13343  df-mgm 13441  df-sgrp 13487  df-mnd 13502  df-grp 13588  df-minusg 13589

This theorem is referenced by:  grpidrcan  13650  grpinvinv  13652  grplmulf1o  13659  grplactcnv  13687  conjghm  13865  conjnmzb  13869  rnglz  13961  ringcom  14047  ringlz  14059  lmodlcan  14321  lmodfopne  14343