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Theorem gex2abl

Description: A group with exponent 2 (or 1) is abelian. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses gexex.1 X = Base G
gexex.2 E = gEx G
Assertion gex2abl G Grp E 2 G Abel

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gexex.1 X = Base G
2 gexex.2 E = gEx G
3 1 a1i G Grp E 2 X = Base G
4 eqidd G Grp E 2 + G = + G
5 simpl G Grp E 2 G Grp
6 simp1l G Grp E 2 x X y X G Grp
7 simp2 G Grp E 2 x X y X x X
8 simp3 G Grp E 2 x X y X y X
9 eqid + G = + G
10 1 9 grpass G Grp x X y X y X x + G y + G y = x + G y + G y
11 6 7 8 8 10 syl13anc G Grp E 2 x X y X x + G y + G y = x + G y + G y
12 eqid G = G
13 1 12 9 mulg2 y X 2 G y = y + G y
14 8 13 syl G Grp E 2 x X y X 2 G y = y + G y
15 simp1r G Grp E 2 x X y X E 2
16 eqid 0 G = 0 G
17 1 2 12 16 gexdvdsi G Grp y X E 2 2 G y = 0 G
18 6 8 15 17 syl3anc G Grp E 2 x X y X 2 G y = 0 G
19 14 18 eqtr3d G Grp E 2 x X y X y + G y = 0 G
20 19 oveq2d G Grp E 2 x X y X x + G y + G y = x + G 0 G
21 1 9 16 grprid G Grp x X x + G 0 G = x
22 6 7 21 syl2anc G Grp E 2 x X y X x + G 0 G = x
23 11 20 22 3eqtrd G Grp E 2 x X y X x + G y + G y = x
24 23 oveq1d G Grp E 2 x X y X x + G y + G y + G x = x + G x
25 1 12 9 mulg2 x X 2 G x = x + G x
26 7 25 syl G Grp E 2 x X y X 2 G x = x + G x
27 1 2 12 16 gexdvdsi G Grp x X E 2 2 G x = 0 G
28 6 7 15 27 syl3anc G Grp E 2 x X y X 2 G x = 0 G
29 24 26 28 3eqtr2d G Grp E 2 x X y X x + G y + G y + G x = 0 G
30 1 9 grpcl G Grp x X y X x + G y X
31 6 7 8 30 syl3anc G Grp E 2 x X y X x + G y X
32 1 2 12 16 gexdvdsi G Grp x + G y X E 2 2 G x + G y = 0 G
33 6 31 15 32 syl3anc G Grp E 2 x X y X 2 G x + G y = 0 G
34 1 12 9 mulg2 x + G y X 2 G x + G y = x + G y + G x + G y
35 31 34 syl G Grp E 2 x X y X 2 G x + G y = x + G y + G x + G y
36 29 33 35 3eqtr2d G Grp E 2 x X y X x + G y + G y + G x = x + G y + G x + G y
37 1 9 grpass G Grp x + G y X y X x X x + G y + G y + G x = x + G y + G y + G x
38 6 31 8 7 37 syl13anc G Grp E 2 x X y X x + G y + G y + G x = x + G y + G y + G x
39 36 38 eqtr3d G Grp E 2 x X y X x + G y + G x + G y = x + G y + G y + G x
40 1 9 grpcl G Grp y X x X y + G x X
41 6 8 7 40 syl3anc G Grp E 2 x X y X y + G x X
42 1 9 grplcan G Grp x + G y X y + G x X x + G y X x + G y + G x + G y = x + G y + G y + G x x + G y = y + G x
43 6 31 41 31 42 syl13anc G Grp E 2 x X y X x + G y + G x + G y = x + G y + G y + G x x + G y = y + G x
44 39 43 mpbid G Grp E 2 x X y X x + G y = y + G x
45 3 4 5 44 isabld G Grp E 2 G Abel