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Theorem ablsub4

Description: Commutative/associative subtraction law for Abelian groups. (Contributed by Jeff Madsen, 11-Jun-2010) (Revised by NM, 31-Mar-2014)

Ref Expression
Hypotheses ablsubadd.b ⊢ B = Base G
ablsubadd.p ⊢ + ˙ = + G
ablsubadd.m ⊢ - ˙ = - G
Assertion ablsub4 ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y - ˙ Z + ˙ W = X - ˙ Z + ˙ Y - ˙ W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ablsubadd.b ⊢ B = Base G
2 ablsubadd.p ⊢ + ˙ = + G
3 ablsubadd.m ⊢ - ˙ = - G
4 ablgrp ⊢ G ∈ Abel → G ∈ Grp
5 4 3ad2ant1 ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → G ∈ Grp
6 simp2l ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X ∈ B
7 simp2r ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → Y ∈ B
8 1 2 grpcl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y ∈ B
9 5 6 7 8 syl3anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y ∈ B
10 simp3l ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → Z ∈ B
11 simp3r ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → W ∈ B
12 1 2 grpcl ⊢ G ∈ Grp ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → Z + ˙ W ∈ B
13 5 10 11 12 syl3anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → Z + ˙ W ∈ B
14 eqid ⊢ inv g ⁡ G = inv g ⁡ G
15 1 2 14 3 grpsubval ⊢ X + ˙ Y ∈ B ∧ Z + ˙ W ∈ B → X + ˙ Y - ˙ Z + ˙ W = X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ W
16 9 13 15 syl2anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y - ˙ Z + ˙ W = X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ W
17 ablcmn ⊢ G ∈ Abel → G ∈ CMnd
18 17 3ad2ant1 ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → G ∈ CMnd
19 simp2 ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X ∈ B ∧ Y ∈ B
20 1 14 grpinvcl ⊢ G ∈ Grp ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
21 5 10 20 syl2anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
22 1 14 grpinvcl ⊢ G ∈ Grp ∧ W ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ W ∈ B
23 5 11 22 syl2anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ W ∈ B
24 1 2 cmn4 ⊢ G ∈ CMnd ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ inv g ⁡ G ⁡ W ∈ B → X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W = X + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
25 18 19 21 23 24 syl112anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W = X + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
26 simp1 ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → G ∈ Abel
27 1 2 14 ablinvadd ⊢ G ∈ Abel ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ W = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
28 26 10 11 27 syl3anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ W = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
29 28 oveq2d ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ W = X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
30 1 2 14 3 grpsubval ⊢ X ∈ B ∧ Z ∈ B → X - ˙ Z = X + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z
31 6 10 30 syl2anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X - ˙ Z = X + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z
32 1 2 14 3 grpsubval ⊢ Y ∈ B ∧ W ∈ B → Y - ˙ W = Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
33 7 11 32 syl2anc ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → Y - ˙ W = Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
34 31 33 oveq12d ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X - ˙ Z + ˙ Y - ˙ W = X + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ W
35 25 29 34 3eqtr4d ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y + ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ W = X - ˙ Z + ˙ Y - ˙ W
36 16 35 eqtrd ⊢ G ∈ Abel ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ W ∈ B → X + ˙ Y - ˙ Z + ˙ W = X - ˙ Z + ˙ Y - ˙ W