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Theorem dvrcan5

Description: Cancellation law for common factor in ratio. ( divcan5 analog.) (Contributed by Thierry Arnoux, 26-Oct-2016)

Ref Expression
Hypotheses dvrcan5.b ⊢ B = Base R
dvrcan5.o ⊢ U = Unit ⁡ R
dvrcan5.d ⊢ × ˙ = / r ⁡ R
dvrcan5.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
Assertion dvrcan5 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z = X × ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvrcan5.b ⊢ B = Base R
2 dvrcan5.o ⊢ U = Unit ⁡ R
3 dvrcan5.d ⊢ × ˙ = / r ⁡ R
4 dvrcan5.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
5 1 2 unitss ⊢ U ⊆ B
6 simpr3 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z ∈ U
7 5 6 sselid ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z ∈ B
8 2 4 unitmulcl ⊢ R ∈ Ring ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Y · ˙ Z ∈ U
9 8 3adant3r1 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Y · ˙ Z ∈ U
10 eqid ⊢ inv r ⁡ R = inv r ⁡ R
11 1 4 2 10 3 dvrval ⊢ Z ∈ B ∧ Y · ˙ Z ∈ U → Z × ˙ Y · ˙ Z = Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y · ˙ Z
12 7 9 11 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z × ˙ Y · ˙ Z = Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y · ˙ Z
13 simpl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → R ∈ Ring
14 eqid ⊢ mulGrp R ↾ 𝑠 U = mulGrp R ↾ 𝑠 U
15 2 14 unitgrp ⊢ R ∈ Ring → mulGrp R ↾ 𝑠 U ∈ Grp
16 13 15 syl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → mulGrp R ↾ 𝑠 U ∈ Grp
17 simpr2 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Y ∈ U
18 2 14 unitgrpbas ⊢ U = Base mulGrp R ↾ 𝑠 U
19 2 fvexi ⊢ U ∈ V
20 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
21 20 4 mgpplusg ⊢ · ˙ = + mulGrp R
22 14 21 ressplusg ⊢ U ∈ V → · ˙ = + mulGrp R ↾ 𝑠 U
23 19 22 ax-mp ⊢ · ˙ = + mulGrp R ↾ 𝑠 U
24 2 14 10 invrfval ⊢ inv r ⁡ R = inv g ⁡ mulGrp R ↾ 𝑠 U
25 18 23 24 grpinvadd ⊢ mulGrp R ↾ 𝑠 U ∈ Grp ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Y · ˙ Z = inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
26 25 oveq2d ⊢ mulGrp R ↾ 𝑠 U ∈ Grp ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y · ˙ Z = Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
27 16 17 6 26 syl3anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y · ˙ Z = Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
28 eqid ⊢ 1 R = 1 R
29 2 10 4 28 unitrinv ⊢ R ∈ Ring ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z = 1 R
30 29 oveq1d ⊢ R ∈ Ring ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = 1 R · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
31 30 3ad2antr3 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = 1 R · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
32 2 10 unitinvcl ⊢ R ∈ Ring ∧ Z ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Z ∈ U
33 32 3ad2antr3 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Z ∈ U
34 5 33 sselid ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Z ∈ B
35 2 10 unitinvcl ⊢ R ∈ Ring ∧ Y ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Y ∈ U
36 35 3ad2antr2 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Y ∈ U
37 5 36 sselid ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ Y ∈ B
38 1 4 ringass ⊢ R ∈ Ring ∧ Z ∈ B ∧ inv r ⁡ R ⁡ Z ∈ B ∧ inv r ⁡ R ⁡ Y ∈ B → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
39 13 7 34 37 38 syl13anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
40 1 4 28 ringlidm ⊢ R ∈ Ring ∧ inv r ⁡ R ⁡ Y ∈ B → 1 R · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = inv r ⁡ R ⁡ Y
41 13 37 40 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → 1 R · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = inv r ⁡ R ⁡ Y
42 31 39 41 3eqtr3d ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Z · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y = inv r ⁡ R ⁡ Y
43 12 27 42 3eqtrd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → Z × ˙ Y · ˙ Z = inv r ⁡ R ⁡ Y
44 43 oveq2d ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z = X · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
45 simpr1 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → X ∈ B
46 1 2 3 4 dvrass ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Y · ˙ Z ∈ U → X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z = X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z
47 13 45 7 9 46 syl13anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z = X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z
48 1 4 2 10 3 dvrval ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ U → X × ˙ Y = X · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
49 45 17 48 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → X × ˙ Y = X · ˙ inv r ⁡ R ⁡ Y
50 44 47 49 3eqtr4d ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ U ∧ Z ∈ U → X · ˙ Z × ˙ Y · ˙ Z = X × ˙ Y