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Theorem idomcanl

Description: Cancellation law for domains. (Contributed by Jeff Madsen, 6-Jan-2011) (Revised by AV, 13-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses isidom3.b ⊢ B = Base R
isidom3.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
isidom3.0 ⊢ 0 ˙ = 0 R
Assertion idomcanl ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y = X · ˙ Z → Y = Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isidom3.b ⊢ B = Base R
2 isidom3.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
3 isidom3.0 ⊢ 0 ˙ = 0 R
4 eqid ⊢ - R = - R
5 isidom ⊢ R ∈ IDomn ↔ R ∈ CRing ∧ R ∈ Domn
6 crngring ⊢ R ∈ CRing → R ∈ Ring
7 6 adantr ⊢ R ∈ CRing ∧ R ∈ Domn → R ∈ Ring
8 5 7 sylbi ⊢ R ∈ IDomn → R ∈ Ring
9 8 adantr ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → R ∈ Ring
10 simpr1 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X ∈ B
11 simpr2 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y ∈ B
12 simpr3 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Z ∈ B
13 1 2 4 9 10 11 12 ringsubdi ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = X · ˙ Y - R X · ˙ Z
14 13 adantr ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y - R Z = X · ˙ Y - R X · ˙ Z
15 14 eqeq1d ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ ↔ X · ˙ Y - R X · ˙ Z = 0 ˙
16 8 ringgrpd ⊢ R ∈ IDomn → R ∈ Grp
17 1 4 grpsubcl ⊢ R ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y - R Z ∈ B
18 17 3expb ⊢ R ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y - R Z ∈ B
19 16 18 sylan ⊢ R ∈ IDomn ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y - R Z ∈ B
20 19 adantlr ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y - R Z ∈ B
21 1 2 3 idomnzd ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y - R Z ∈ B ∧ X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙
22 21 3exp2 ⊢ R ∈ IDomn → X ∈ B → Y - R Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙
23 22 imp31 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y - R Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙
24 20 23 syldan ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙
25 24 exp43 ⊢ R ∈ IDomn → X ∈ B → Y ∈ B → Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙
26 25 3imp2 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙
27 neor ⊢ X = 0 ˙ ∨ Y - R Z = 0 ˙ ↔ X ≠ 0 ˙ → Y - R Z = 0 ˙
28 26 27 imbitrdi ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → X ≠ 0 ˙ → Y - R Z = 0 ˙
29 28 com23 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → Y - R Z = 0 ˙
30 29 imp ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y - R Z = 0 ˙ → Y - R Z = 0 ˙
31 15 30 sylbird ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y - R X · ˙ Z = 0 ˙ → Y - R Z = 0 ˙
32 16 adantr ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → R ∈ Grp
33 1 2 9 10 11 ringcld ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Y ∈ B
34 1 2 9 10 12 ringcld ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Z ∈ B
35 1 3 4 grpsubeq0 ⊢ R ∈ Grp ∧ X · ˙ Y ∈ B ∧ X · ˙ Z ∈ B → X · ˙ Y - R X · ˙ Z = 0 ˙ ↔ X · ˙ Y = X · ˙ Z
36 35 bicomd ⊢ R ∈ Grp ∧ X · ˙ Y ∈ B ∧ X · ˙ Z ∈ B → X · ˙ Y = X · ˙ Z ↔ X · ˙ Y - R X · ˙ Z = 0 ˙
37 32 33 34 36 syl3anc ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → X · ˙ Y = X · ˙ Z ↔ X · ˙ Y - R X · ˙ Z = 0 ˙
38 37 adantr ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y = X · ˙ Z ↔ X · ˙ Y - R X · ˙ Z = 0 ˙
39 1 3 4 grpsubeq0 ⊢ R ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y - R Z = 0 ˙ ↔ Y = Z
40 39 bicomd ⊢ R ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y = Z ↔ Y - R Z = 0 ˙
41 40 3expb ⊢ R ∈ Grp ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y = Z ↔ Y - R Z = 0 ˙
42 16 41 sylan ⊢ R ∈ IDomn ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y = Z ↔ Y - R Z = 0 ˙
43 42 3adantr1 ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B → Y = Z ↔ Y - R Z = 0 ˙
44 43 adantr ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → Y = Z ↔ Y - R Z = 0 ˙
45 31 38 44 3imtr4d ⊢ R ∈ IDomn ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ Z ∈ B ∧ X ≠ 0 ˙ → X · ˙ Y = X · ˙ Z → Y = Z