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Theorem symggrplem

Description: Lemma for symggrp and efmndsgrp . Conditions for an operation to be associative. Formerly part of proof for symggrp . (Contributed by AV, 28-Jan-2024)

Ref Expression
Hypotheses symggrplem.c ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
symggrplem.p ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y = x ∘ y
Assertion symggrplem ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X + ˙ Y + ˙ Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 symggrplem.c ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
2 symggrplem.p ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y = x ∘ y
3 coass ⊢ X ∘ Y ∘ Z = X ∘ Y ∘ Z
4 oveq1 ⊢ x = X → x + ˙ y = X + ˙ y
5 4 eleq1d ⊢ x = X → x + ˙ y ∈ B ↔ X + ˙ y ∈ B
6 oveq2 ⊢ y = Y → X + ˙ y = X + ˙ Y
7 6 eleq1d ⊢ y = Y → X + ˙ y ∈ B ↔ X + ˙ Y ∈ B
8 5 7 1 vtocl2ga ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y ∈ B
9 oveq1 ⊢ x = X + ˙ Y → x + ˙ y = X + ˙ Y + ˙ y
10 coeq1 ⊢ x = X + ˙ Y → x ∘ y = X + ˙ Y ∘ y
11 9 10 eqeq12d ⊢ x = X + ˙ Y → x + ˙ y = x ∘ y ↔ X + ˙ Y + ˙ y = X + ˙ Y ∘ y
12 oveq2 ⊢ y = Z → X + ˙ Y + ˙ y = X + ˙ Y + ˙ Z
13 coeq2 ⊢ y = Z → X + ˙ Y ∘ y = X + ˙ Y ∘ Z
14 12 13 eqeq12d ⊢ y = Z → X + ˙ Y + ˙ y = X + ˙ Y ∘ y ↔ X + ˙ Y + ˙ Z = X + ˙ Y ∘ Z
15 11 14 2 vtocl2ga ⊢ X + ˙ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X + ˙ Y ∘ Z
16 8 15 stoic3 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X + ˙ Y ∘ Z
17 coeq1 ⊢ x = X → x ∘ y = X ∘ y
18 4 17 eqeq12d ⊢ x = X → x + ˙ y = x ∘ y ↔ X + ˙ y = X ∘ y
19 coeq2 ⊢ y = Y → X ∘ y = X ∘ Y
20 6 19 eqeq12d ⊢ y = Y → X + ˙ y = X ∘ y ↔ X + ˙ Y = X ∘ Y
21 18 20 2 vtocl2ga ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X + ˙ Y = X ∘ Y
22 21 3adant3 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y = X ∘ Y
23 22 coeq1d ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y ∘ Z = X ∘ Y ∘ Z
24 16 23 eqtrd ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X ∘ Y ∘ Z
25 simp1 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X ∈ B
26 oveq1 ⊢ x = Y → x + ˙ y = Y + ˙ y
27 26 eleq1d ⊢ x = Y → x + ˙ y ∈ B ↔ Y + ˙ y ∈ B
28 oveq2 ⊢ y = Z → Y + ˙ y = Y + ˙ Z
29 28 eleq1d ⊢ y = Z → Y + ˙ y ∈ B ↔ Y + ˙ Z ∈ B
30 27 29 1 vtocl2ga ⊢ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y + ˙ Z ∈ B
31 30 3adant1 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y + ˙ Z ∈ B
32 oveq2 ⊢ y = Y + ˙ Z → X + ˙ y = X + ˙ Y + ˙ Z
33 coeq2 ⊢ y = Y + ˙ Z → X ∘ y = X ∘ Y + ˙ Z
34 32 33 eqeq12d ⊢ y = Y + ˙ Z → X + ˙ y = X ∘ y ↔ X + ˙ Y + ˙ Z = X ∘ Y + ˙ Z
35 18 34 2 vtocl2ga ⊢ X ∈ B ∧ Y + ˙ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X ∘ Y + ˙ Z
36 25 31 35 syl2anc ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X ∘ Y + ˙ Z
37 coeq1 ⊢ x = Y → x ∘ y = Y ∘ y
38 26 37 eqeq12d ⊢ x = Y → x + ˙ y = x ∘ y ↔ Y + ˙ y = Y ∘ y
39 coeq2 ⊢ y = Z → Y ∘ y = Y ∘ Z
40 28 39 eqeq12d ⊢ y = Z → Y + ˙ y = Y ∘ y ↔ Y + ˙ Z = Y ∘ Z
41 38 40 2 vtocl2ga ⊢ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y + ˙ Z = Y ∘ Z
42 41 3adant1 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y + ˙ Z = Y ∘ Z
43 42 coeq2d ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X ∘ Y + ˙ Z = X ∘ Y ∘ Z
44 36 43 eqtrd ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X ∘ Y ∘ Z
45 3 24 44 3eqtr4a ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X + ˙ Y + ˙ Z = X + ˙ Y + ˙ Z