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Theorem gaass

Description: An "associative" property for group actions. (Contributed by Jeff Hankins, 11-Aug-2009) (Revised by Mario Carneiro, 13-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses gaass.1 ⊢ X = Base G
gaass.2 ⊢ + ˙ = + G
Assertion gaass ⊢ ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ C ∈ Y → A + ˙ B ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gaass.1 ⊢ X = Base G
2 gaass.2 ⊢ + ˙ = + G
3 eqid ⊢ 0 G = 0 G
4 1 2 3 isga ⊢ ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y ↔ G ∈ Grp ∧ Y ∈ V ∧ ⊕ ˙ : X × Y ⟶ Y ∧ ∀ x ∈ Y 0 G ⊕ ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x
5 4 simprbi ⊢ ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y → ⊕ ˙ : X × Y ⟶ Y ∧ ∀ x ∈ Y 0 G ⊕ ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x
6 simpr ⊢ 0 G ⊕ ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x → ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x
7 6 ralimi ⊢ ∀ x ∈ Y 0 G ⊕ ˙ x = x ∧ ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x → ∀ x ∈ Y ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x
8 5 7 simpl2im ⊢ ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y → ∀ x ∈ Y ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x
9 oveq2 ⊢ x = C → y + ˙ z ⊕ ˙ x = y + ˙ z ⊕ ˙ C
10 oveq2 ⊢ x = C → z ⊕ ˙ x = z ⊕ ˙ C
11 10 oveq2d ⊢ x = C → y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C
12 9 11 eqeq12d ⊢ x = C → y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x ↔ y + ˙ z ⊕ ˙ C = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C
13 oveq1 ⊢ y = A → y + ˙ z = A + ˙ z
14 13 oveq1d ⊢ y = A → y + ˙ z ⊕ ˙ C = A + ˙ z ⊕ ˙ C
15 oveq1 ⊢ y = A → y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C
16 14 15 eqeq12d ⊢ y = A → y + ˙ z ⊕ ˙ C = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C ↔ A + ˙ z ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C
17 oveq2 ⊢ z = B → A + ˙ z = A + ˙ B
18 17 oveq1d ⊢ z = B → A + ˙ z ⊕ ˙ C = A + ˙ B ⊕ ˙ C
19 oveq1 ⊢ z = B → z ⊕ ˙ C = B ⊕ ˙ C
20 19 oveq2d ⊢ z = B → A ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C
21 18 20 eqeq12d ⊢ z = B → A + ˙ z ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ z ⊕ ˙ C ↔ A + ˙ B ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C
22 12 16 21 rspc3v ⊢ C ∈ Y ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → ∀ x ∈ Y ∀ y ∈ X ∀ z ∈ X y + ˙ z ⊕ ˙ x = y ⊕ ˙ z ⊕ ˙ x → A + ˙ B ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C
23 8 22 syl5 ⊢ C ∈ Y ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X → ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y → A + ˙ B ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C
24 23 3coml ⊢ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ C ∈ Y → ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y → A + ˙ B ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C
25 24 impcom ⊢ ⊕ ˙ ∈ G GrpAct Y ∧ A ∈ X ∧ B ∈ X ∧ C ∈ Y → A + ˙ B ⊕ ˙ C = A ⊕ ˙ B ⊕ ˙ C