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Theorem mulgdirlem

Description: Lemma for mulgdir . (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses mulgnndir.b B = Base G
mulgnndir.t · ˙ = G
mulgnndir.p + ˙ = + G
Assertion mulgdirlem G Grp M N X B M + N 0 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 simpl1 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Grp
5 grpmnd G Grp G Mnd
6 4 5 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Mnd
7 simprl G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M 0
8 simprr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N 0
9 simpl23 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 X B
10 1 2 3 mulgnn0dir G Mnd M 0 N 0 X B M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
11 6 7 8 9 10 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
12 11 anassrs G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
13 simpl1 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Grp
14 simp22 G Grp M N X B M + N 0 N
15 14 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N
16 simpl23 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 X B
17 eqid inv g G = inv g G
18 1 2 17 mulgneg G Grp N X B -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
19 13 15 16 18 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
20 19 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = inv g G N · ˙ X + ˙ N · ˙ X
21 1 2 mulgcl G Grp N X B N · ˙ X B
22 13 15 16 21 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N · ˙ X B
23 eqid 0 G = 0 G
24 1 3 23 17 grplinv G Grp N · ˙ X B inv g G N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = 0 G
25 13 22 24 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 inv g G N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = 0 G
26 20 25 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = 0 G
27 26 oveq2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ 0 G
28 simpl3 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N 0
29 nn0z M + N 0 M + N
30 28 29 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N
31 1 2 mulgcl G Grp M + N X B M + N · ˙ X B
32 13 30 16 31 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X B
33 1 3 23 grprid G Grp M + N · ˙ X B M + N · ˙ X + ˙ 0 G = M + N · ˙ X
34 13 32 33 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ 0 G = M + N · ˙ X
35 27 34 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X
36 nn0z N 0 N
37 36 ad2antll G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N
38 1 2 mulgcl G Grp N X B -N · ˙ X B
39 13 37 16 38 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X B
40 1 3 grpass G Grp M + N · ˙ X B -N · ˙ X B N · ˙ X B M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X
41 13 32 39 22 40 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X
42 13 5 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Mnd
43 simprr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N 0
44 1 2 3 mulgnn0dir G Mnd M + N 0 N 0 X B M + N + -N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X
45 42 28 43 16 44 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X
46 simp21 G Grp M N X B M + N 0 M
47 46 zcnd G Grp M N X B M + N 0 M
48 14 zcnd G Grp M N X B M + N 0 N
49 47 48 addcld G Grp M N X B M + N 0 M + N
50 49 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N
51 48 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N
52 50 51 negsubd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N = M + N - N
53 47 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M
54 53 51 pncand G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N - N = M
55 52 54 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N = M
56 55 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N · ˙ X = M · ˙ X
57 45 56 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X = M · ˙ X
58 57 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
59 41 58 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
60 35 59 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
61 60 anassrs G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
62 elznn0 N N N 0 N 0
63 62 simprbi N N 0 N 0
64 14 63 syl G Grp M N X B M + N 0 N 0 N 0
65 64 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N 0
66 12 61 65 mpjaodan G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
67 simpl1 G Grp M N X B M + N 0 M 0 G Grp
68 46 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
69 simpl23 G Grp M N X B M + N 0 M 0 X B
70 1 2 mulgcl G Grp M X B M · ˙ X B
71 67 68 69 70 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X B
72 68 znegcld G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
73 1 2 mulgcl G Grp M X B -M · ˙ X B
74 67 72 69 73 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M · ˙ X B
75 29 3ad2ant3 G Grp M N X B M + N 0 M + N
76 75 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N
77 67 76 69 31 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N · ˙ X B
78 1 3 grpass G Grp M · ˙ X B -M · ˙ X B M + N · ˙ X B M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
79 67 71 74 77 78 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
80 1 2 17 mulgneg G Grp M X B -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X
81 67 68 69 80 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X
82 81 oveq2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X = M · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X
83 1 3 23 17 grprinv G Grp M · ˙ X B M · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X = 0 G
84 67 71 83 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X = 0 G
85 82 84 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X = 0 G
86 85 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = 0 G + ˙ M + N · ˙ X
87 1 3 23 grplid G Grp M + N · ˙ X B 0 G + ˙ M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
88 67 77 87 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 0 G + ˙ M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
89 86 88 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
90 67 5 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 G Mnd
91 simpr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M 0
92 simpl3 G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N 0
93 1 2 3 mulgnn0dir G Mnd M 0 M + N 0 X B -M + M + N · ˙ X = -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
94 90 91 92 69 93 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N · ˙ X = -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
95 47 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
96 95 negcld G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
97 49 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N
98 96 97 addcomd G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N = M + N + -M
99 97 95 negsubd G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N + -M = M + N - M
100 48 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N
101 95 100 pncan2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N - M = N
102 98 99 101 3eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N = N
103 102 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N · ˙ X = N · ˙ X
104 94 103 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = N · ˙ X
105 104 oveq2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
106 79 89 105 3eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
107 elznn0 M M M 0 M 0
108 107 simprbi M M 0 M 0
109 46 108 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 M 0
110 66 106 109 mpjaodan G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X