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Theorem grpinvadd

Description: The inverse of the group operation reverses the arguments. Lemma 2.2.1(d) of Herstein p. 55. (Contributed by NM, 27-Oct-2006)

Ref Expression
Hypotheses grpinvadd.b ⊢ B = Base G
grpinvadd.p ⊢ + ˙ = + G
grpinvadd.n ⊢ N = inv g ⁡ G
Assertion grpinvadd ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 grpinvadd.b ⊢ B = Base G
2 grpinvadd.p ⊢ + ˙ = + G
3 grpinvadd.n ⊢ N = inv g ⁡ G
4 simp1 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → G ∈ Grp
5 simp2 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∈ B
6 simp3 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y ∈ B
7 1 3 grpinvcl ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B → N ⁡ Y ∈ B
8 7 3adant2 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ Y ∈ B
9 1 3 grpinvcl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B → N ⁡ X ∈ B
10 9 3adant3 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ X ∈ B
11 1 2 grpcl ⊢ G ∈ Grp ∧ N ⁡ Y ∈ B ∧ N ⁡ X ∈ B → N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X ∈ B
12 4 8 10 11 syl3anc ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X ∈ B
13 1 2 grpass ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X ∈ B → X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X
14 4 5 6 12 13 syl13anc ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X
15 eqid ⊢ 0 G = 0 G
16 1 2 15 3 grprinv ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B → Y + ˙ N ⁡ Y = 0 G
17 16 3adant2 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y + ˙ N ⁡ Y = 0 G
18 17 oveq1d ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = 0 G + ˙ N ⁡ X
19 1 2 grpass ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ N ⁡ Y ∈ B ∧ N ⁡ X ∈ B → Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X
20 4 6 8 10 19 syl13anc ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X
21 1 2 15 grplid ⊢ G ∈ Grp ∧ N ⁡ X ∈ B → 0 G + ˙ N ⁡ X = N ⁡ X
22 4 10 21 syl2anc ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → 0 G + ˙ N ⁡ X = N ⁡ X
23 18 20 22 3eqtr3d ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = N ⁡ X
24 23 oveq2d ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = X + ˙ N ⁡ X
25 1 2 15 3 grprinv ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B → X + ˙ N ⁡ X = 0 G
26 25 3adant3 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ N ⁡ X = 0 G
27 14 24 26 3eqtrd ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = 0 G
28 1 2 grpcl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y ∈ B
29 1 2 15 3 grpinvid1 ⊢ G ∈ Grp ∧ X + ˙ Y ∈ B ∧ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X ∈ B → N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X ↔ X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = 0 G
30 4 28 12 29 syl3anc ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X ↔ X + ˙ Y + ˙ N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X = 0 G
31 27 30 mpbird ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ X + ˙ Y = N ⁡ Y + ˙ N ⁡ X