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Theorem grplcan

Description: Left cancellation law for groups. (Contributed by NM, 25-Aug-2011)

Ref Expression
Hypotheses grplcan.b ⊢ B = Base G
grplcan.p ⊢ + ˙ = + G
Assertion grplcan ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Z + ˙ X = Z + ˙ Y ↔ X = Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 grplcan.b ⊢ B = Base G
2 grplcan.p ⊢ + ˙ = + G
3 oveq2 ⊢ Z + ˙ X = Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
4 3 adantl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Z + ˙ X = Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
5 eqid ⊢ 0 G = 0 G
6 eqid ⊢ inv g ⁡ G = inv g ⁡ G
7 1 2 5 6 grplinv ⊢ G ∈ Grp ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z = 0 G
8 7 adantlr ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z = 0 G
9 8 oveq1d ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = 0 G + ˙ X
10 1 6 grpinvcl ⊢ G ∈ Grp ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
11 10 adantrl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
12 simprr ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → Z ∈ B
13 simprl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → X ∈ B
14 11 12 13 3jca ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ∈ B
15 1 2 grpass ⊢ G ∈ Grp ∧ inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X
16 14 15 syldan ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X
17 16 anassrs ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X
18 1 2 5 grplid ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B → 0 G + ˙ X = X
19 18 adantr ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → 0 G + ˙ X = X
20 9 17 19 3eqtr3d ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = X
21 20 adantrl ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = X
22 21 adantr ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Z + ˙ X = Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ X = X
23 7 adantrl ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z = 0 G
24 23 oveq1d ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = 0 G + ˙ Y
25 10 adantrl ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B
26 simprr ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Z ∈ B
27 simprl ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y ∈ B
28 25 26 27 3jca ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Y ∈ B
29 1 2 grpass ⊢ G ∈ Grp ∧ inv g ⁡ G ⁡ Z ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Y ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
30 28 29 syldan ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y
31 1 2 5 grplid ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B → 0 G + ˙ Y = Y
32 31 adantrr ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → 0 G + ˙ Y = Y
33 24 30 32 3eqtr3d ⊢ G ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = Y
34 33 adantlr ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = Y
35 34 adantr ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Z + ˙ X = Z + ˙ Y → inv g ⁡ G ⁡ Z + ˙ Z + ˙ Y = Y
36 4 22 35 3eqtr3d ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ Z + ˙ X = Z + ˙ Y → X = Y
37 36 exp53 ⊢ G ∈ Grp → X ∈ B → Y ∈ B → Z ∈ B → Z + ˙ X = Z + ˙ Y → X = Y
38 37 3imp2 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Z + ˙ X = Z + ˙ Y → X = Y
39 oveq2 ⊢ X = Y → Z + ˙ X = Z + ˙ Y
40 38 39 impbid1 ⊢ G ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Z + ˙ X = Z + ˙ Y ↔ X = Y