Theorem grplcan 13509

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 5975	. . . . . 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 2207	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
6		eqid 2207	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
7	3, 4, 5, 6	grplinv 13497	. . . . . . . . . 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 5982	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → ((((invg‘𝐺)‘𝑍) + 𝑍) + 𝑋) = ((0g‘𝐺) + 𝑋))
10	3, 6	grpinvcl 13495	. . . . . . . . . . . 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 531	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑍 ∈ 𝐵)
13		simprl 529	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑋 ∈ 𝐵)
14	11, 12, 13	3jca 1180	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵))
15	3, 4	grpass 13456	. . . . . . . . . 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 13478	. . . . . . . . 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 2248	. . . . . . 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 5982	. . . . . . . 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 531	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑍 ∈ 𝐵)
27		simprl 529	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → 𝑌 ∈ 𝐵)
28	25, 26, 27	3jca 1180	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → (((invg‘𝐺)‘𝑍) ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵))
29	3, 4	grpass 13456	. . . . . . . . 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 13478	. . . . . . . . 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 2248	. . . . . . 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 2248	. . . 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 1225	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵)) → ((𝑍 + 𝑋) = (𝑍 + 𝑌) → 𝑋 = 𝑌))
39		oveq2 5975	. 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 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2178  ‘cfv 5290  (class class class)co 5967  Basecbs 12947  +_gcplusg 13024  0_gc0g 13203  Grpcgrp 13447  inv_gcminusg 13448

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 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-coll 4175  ax-sep 4178  ax-pow 4234  ax-pr 4269  ax-un 4498  ax-cnex 8051  ax-resscn 8052  ax-1re 8054  ax-addrcl 8057

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 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ral 2491  df-rex 2492  df-reu 2493  df-rmo 2494  df-rab 2495  df-v 2778  df-sbc 3006  df-csb 3102  df-un 3178  df-in 3180  df-ss 3187  df-pw 3628  df-sn 3649  df-pr 3650  df-op 3652  df-uni 3865  df-int 3900  df-iun 3943  df-br 4060  df-opab 4122  df-mpt 4123  df-id 4358  df-xp 4699  df-rel 4700  df-cnv 4701  df-co 4702  df-dm 4703  df-rn 4704  df-res 4705  df-ima 4706  df-iota 5251  df-fun 5292  df-fn 5293  df-f 5294  df-f1 5295  df-fo 5296  df-f1o 5297  df-fv 5298  df-riota 5922  df-ov 5970  df-inn 9072  df-2 9130  df-ndx 12950  df-slot 12951  df-base 12953  df-plusg 13037  df-0g 13205  df-mgm 13303  df-sgrp 13349  df-mnd 13364  df-grp 13450  df-minusg 13451

This theorem is referenced by:  grpidrcan  13512  grpinvinv  13514  grplmulf1o  13521  grplactcnv  13549  conjghm  13727  conjnmzb  13731  rnglz  13822  ringcom  13908  ringlz  13920  lmodlcan  14181  lmodfopne  14203