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Theorem ogrpaddltrbid

Description: In a right ordered group, strict ordering is compatible with group addition. (Contributed by Thierry Arnoux, 4-Sep-2018)

Ref Expression
Hypotheses ogrpaddlt.0 ⊢ B = Base G
ogrpaddlt.1 ⊢ < ˙ = < G
ogrpaddlt.2 ⊢ + ˙ = + G
ogrpaddltrd.1 ⊢ φ → G ∈ V
ogrpaddltrd.2 ⊢ φ → opp 𝑔 ⁡ G ∈ oGrp
ogrpaddltrd.3 ⊢ φ → X ∈ B
ogrpaddltrd.4 ⊢ φ → Y ∈ B
ogrpaddltrd.5 ⊢ φ → Z ∈ B
Assertion ogrpaddltrbid ⊢ φ → X < ˙ Y ↔ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ogrpaddlt.0 ⊢ B = Base G
2 ogrpaddlt.1 ⊢ < ˙ = < G
3 ogrpaddlt.2 ⊢ + ˙ = + G
4 ogrpaddltrd.1 ⊢ φ → G ∈ V
5 ogrpaddltrd.2 ⊢ φ → opp 𝑔 ⁡ G ∈ oGrp
6 ogrpaddltrd.3 ⊢ φ → X ∈ B
7 ogrpaddltrd.4 ⊢ φ → Y ∈ B
8 ogrpaddltrd.5 ⊢ φ → Z ∈ B
9 4 adantr ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → G ∈ V
10 5 adantr ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → opp 𝑔 ⁡ G ∈ oGrp
11 6 adantr ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → X ∈ B
12 7 adantr ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → Y ∈ B
13 8 adantr ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → Z ∈ B
14 simpr ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → X < ˙ Y
15 1 2 3 9 10 11 12 13 14 ogrpaddltrd ⊢ φ ∧ X < ˙ Y → Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y
16 4 adantr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → G ∈ V
17 5 adantr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → opp 𝑔 ⁡ G ∈ oGrp
18 ogrpgrp ⊢ opp 𝑔 ⁡ G ∈ oGrp → opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp
19 5 18 syl ⊢ φ → opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp
20 19 adantr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp
21 6 adantr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → X ∈ B
22 8 adantr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → Z ∈ B
23 eqid ⊢ opp 𝑔 ⁡ G = opp 𝑔 ⁡ G
24 eqid ⊢ + opp 𝑔 ⁡ G = + opp 𝑔 ⁡ G
25 3 23 24 oppgplus ⊢ X + opp 𝑔 ⁡ G Z = Z + ˙ X
26 23 1 oppgbas ⊢ B = Base opp 𝑔 ⁡ G
27 26 24 grpcl ⊢ opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → X + opp 𝑔 ⁡ G Z ∈ B
28 25 27 eqeltrrid ⊢ opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → Z + ˙ X ∈ B
29 20 21 22 28 syl3anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → Z + ˙ X ∈ B
30 7 adantr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → Y ∈ B
31 3 23 24 oppgplus ⊢ Y + opp 𝑔 ⁡ G Z = Z + ˙ Y
32 26 24 grpcl ⊢ opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y + opp 𝑔 ⁡ G Z ∈ B
33 31 32 eqeltrrid ⊢ opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Z + ˙ Y ∈ B
34 20 30 22 33 syl3anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → Z + ˙ Y ∈ B
35 23 oppggrpb ⊢ G ∈ Grp ↔ opp 𝑔 ⁡ G ∈ Grp
36 20 35 sylibr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → G ∈ Grp
37 eqid ⊢ inv g ⁡ G = inv g ⁡ G
38 1 37 grpinvcl ⊢ G ∈ Grp ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
39 36 22 38 syl2anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
40 simpr ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y
41 1 2 3 16 17 29 34 39 40 ogrpaddltrd ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X < ˙ inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
42 eqid ⊢ 0 G = 0 G
43 1 3 42 37 grplinv ⊢ G ∈ Grp ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z = 0 G
44 36 22 43 syl2anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z = 0 G
45 44 oveq1d ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = 0 G + ˙ X
46 1 3 grpass ⊢ G ∈ Grp ∧ inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X
47 36 39 22 21 46 syl13anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X
48 1 3 42 grplid ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B → 0 G + ˙ X = X
49 36 21 48 syl2anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → 0 G + ˙ X = X
50 45 47 49 3eqtr3d ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = X
51 44 oveq1d ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = 0 G + ˙ Y
52 1 3 grpass ⊢ G ∈ Grp ∧ inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Y ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
53 36 39 22 30 52 syl13anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
54 1 3 42 grplid ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B → 0 G + ˙ Y = Y
55 36 30 54 syl2anc ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → 0 G + ˙ Y = Y
56 51 53 55 3eqtr3d ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = Y
57 41 50 56 3brtr3d ⊢ φ ∧ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y → X < ˙ Y
58 15 57 impbida ⊢ φ → X < ˙ Y ↔ Z + ˙ X < ˙ Z + ˙ Y