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Theorem mulgdir

Description: Sum of group multiples, generalized to ZZ . (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses mulgnndir.b B = Base G
mulgnndir.t · ˙ = G
mulgnndir.p + ˙ = + G
Assertion mulgdir G Grp M N X B M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgnndir.b B = Base G
2 mulgnndir.t · ˙ = G
3 mulgnndir.p + ˙ = + G
4 1 2 3 mulgdirlem G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
5 4 3expa G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
6 simpll G Grp M N X B M + N 0 G Grp
7 simpr2 G Grp M N X B N
8 7 adantr G Grp M N X B M + N 0 N
9 8 znegcld G Grp M N X B M + N 0 N
10 simpr1 G Grp M N X B M
11 10 adantr G Grp M N X B M + N 0 M
12 11 znegcld G Grp M N X B M + N 0 M
13 simplr3 G Grp M N X B M + N 0 X B
14 11 zcnd G Grp M N X B M + N 0 M
15 14 negcld G Grp M N X B M + N 0 M
16 8 zcnd G Grp M N X B M + N 0 N
17 16 negcld G Grp M N X B M + N 0 N
18 14 16 negdid G Grp M N X B M + N 0 M + N = - M + -N
19 15 17 18 comraddd G Grp M N X B M + N 0 M + N = - N + -M
20 simpr G Grp M N X B M + N 0 M + N 0
21 19 20 eqeltrrd G Grp M N X B M + N 0 - N + -M 0
22 1 2 3 mulgdirlem G Grp N M X B - N + -M 0 - N + -M · ˙ X = -N · ˙ X + ˙ -M · ˙ X
23 6 9 12 13 21 22 syl131anc G Grp M N X B M + N 0 - N + -M · ˙ X = -N · ˙ X + ˙ -M · ˙ X
24 19 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = - N + -M · ˙ X
25 10 7 zaddcld G Grp M N X B M + N
26 25 adantr G Grp M N X B M + N 0 M + N
27 eqid inv g G = inv g G
28 1 2 27 mulgneg G Grp M + N X B M + N · ˙ X = inv g G M + N · ˙ X
29 6 26 13 28 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = inv g G M + N · ˙ X
30 24 29 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 - N + -M · ˙ X = inv g G M + N · ˙ X
31 1 2 27 mulgneg G Grp N X B -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
32 6 8 13 31 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
33 1 2 27 mulgneg G Grp M X B -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X
34 6 11 13 33 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X
35 32 34 oveq12d G Grp M N X B M + N 0 -N · ˙ X + ˙ -M · ˙ X = inv g G N · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X
36 1 2 mulgcl G Grp M X B M · ˙ X B
37 6 11 13 36 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M · ˙ X B
38 1 2 mulgcl G Grp N X B N · ˙ X B
39 6 8 13 38 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 N · ˙ X B
40 1 3 27 grpinvadd G Grp M · ˙ X B N · ˙ X B inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X = inv g G N · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X
41 6 37 39 40 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X = inv g G N · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X
42 35 41 eqtr4d G Grp M N X B M + N 0 -N · ˙ X + ˙ -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
43 23 30 42 3eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 inv g G M + N · ˙ X = inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
44 43 fveq2d G Grp M N X B M + N 0 inv g G inv g G M + N · ˙ X = inv g G inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
45 1 2 mulgcl G Grp M + N X B M + N · ˙ X B
46 6 26 13 45 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X B
47 1 27 grpinvinv G Grp M + N · ˙ X B inv g G inv g G M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
48 6 46 47 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 inv g G inv g G M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
49 1 3 grpcl G Grp M · ˙ X B N · ˙ X B M · ˙ X + ˙ N · ˙ X B
50 6 37 39 49 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M · ˙ X + ˙ N · ˙ X B
51 1 27 grpinvinv G Grp M · ˙ X + ˙ N · ˙ X B inv g G inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
52 6 50 51 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 inv g G inv g G M · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
53 44 48 52 3eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
54 elznn0 M + N M + N M + N 0 M + N 0
55 54 simprbi M + N M + N 0 M + N 0
56 25 55 syl G Grp M N X B M + N 0 M + N 0
57 5 53 56 mpjaodan G Grp M N X B M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X