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Theorem mulgass

Description: Product of group multiples, generalized to ZZ . (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses mulgass.b B = Base G
mulgass.t · ˙ = G
Assertion mulgass G Grp M N X B M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgass.b B = Base G
2 mulgass.t · ˙ = G
3 simpr1 G Grp M N X B M
4 elznn0 M M M 0 M 0
5 4 simprbi M M 0 M 0
6 3 5 syl G Grp M N X B M 0 M 0
7 simpr2 G Grp M N X B N
8 elznn0 N N N 0 N 0
9 8 simprbi N N 0 N 0
10 7 9 syl G Grp M N X B N 0 N 0
11 grpmnd G Grp G Mnd
12 11 ad2antrr G Grp M N X B M 0 N 0 G Mnd
13 simprl G Grp M N X B M 0 N 0 M 0
14 simprr G Grp M N X B M 0 N 0 N 0
15 simplr3 G Grp M N X B M 0 N 0 X B
16 1 2 mulgnn0ass G Mnd M 0 N 0 X B M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
17 12 13 14 15 16 syl13anc G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
18 17 ex G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
19 3 zcnd G Grp M N X B M
20 7 zcnd G Grp M N X B N
21 19 20 mulneg1d G Grp M N X B -M N = M N
22 21 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 -M N = M N
23 22 oveq1d G Grp M N X B M 0 N 0 -M N · ˙ X = M N · ˙ X
24 11 ad2antrr G Grp M N X B M 0 N 0 G Mnd
25 simprl G Grp M N X B M 0 N 0 M 0
26 simprr G Grp M N X B M 0 N 0 N 0
27 simpr3 G Grp M N X B X B
28 27 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 X B
29 1 2 mulgnn0ass G Mnd M 0 N 0 X B -M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X
30 24 25 26 28 29 syl13anc G Grp M N X B M 0 N 0 -M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X
31 23 30 eqtr3d G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X
32 fveq2 M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X inv g G M N · ˙ X = inv g G -M · ˙ N · ˙ X
33 simpl G Grp M N X B G Grp
34 3 7 zmulcld G Grp M N X B M N
35 eqid inv g G = inv g G
36 1 2 35 mulgneg G Grp M N X B M N · ˙ X = inv g G M N · ˙ X
37 33 34 27 36 syl3anc G Grp M N X B M N · ˙ X = inv g G M N · ˙ X
38 37 fveq2d G Grp M N X B inv g G M N · ˙ X = inv g G inv g G M N · ˙ X
39 1 2 mulgcl G Grp M N X B M N · ˙ X B
40 33 34 27 39 syl3anc G Grp M N X B M N · ˙ X B
41 1 35 grpinvinv G Grp M N · ˙ X B inv g G inv g G M N · ˙ X = M N · ˙ X
42 40 41 syldan G Grp M N X B inv g G inv g G M N · ˙ X = M N · ˙ X
43 38 42 eqtrd G Grp M N X B inv g G M N · ˙ X = M N · ˙ X
44 1 2 mulgcl G Grp N X B N · ˙ X B
45 33 7 27 44 syl3anc G Grp M N X B N · ˙ X B
46 1 2 35 mulgneg G Grp M N · ˙ X B -M · ˙ N · ˙ X = inv g G M · ˙ N · ˙ X
47 33 3 45 46 syl3anc G Grp M N X B -M · ˙ N · ˙ X = inv g G M · ˙ N · ˙ X
48 47 fveq2d G Grp M N X B inv g G -M · ˙ N · ˙ X = inv g G inv g G M · ˙ N · ˙ X
49 1 2 mulgcl G Grp M N · ˙ X B M · ˙ N · ˙ X B
50 33 3 45 49 syl3anc G Grp M N X B M · ˙ N · ˙ X B
51 1 35 grpinvinv G Grp M · ˙ N · ˙ X B inv g G inv g G M · ˙ N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
52 50 51 syldan G Grp M N X B inv g G inv g G M · ˙ N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
53 48 52 eqtrd G Grp M N X B inv g G -M · ˙ N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
54 43 53 eqeq12d G Grp M N X B inv g G M N · ˙ X = inv g G -M · ˙ N · ˙ X M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
55 32 54 syl5ib G Grp M N X B M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
56 55 imp G Grp M N X B M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
57 31 56 syldan G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
58 57 ex G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
59 11 ad2antrr G Grp M N X B M 0 N 0 G Mnd
60 simprl G Grp M N X B M 0 N 0 M 0
61 simprr G Grp M N X B M 0 N 0 N 0
62 27 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 X B
63 1 2 mulgnn0ass G Mnd M 0 N 0 X B M -N · ˙ X = M · ˙ -N · ˙ X
64 59 60 61 62 63 syl13anc G Grp M N X B M 0 N 0 M -N · ˙ X = M · ˙ -N · ˙ X
65 19 20 mulneg2d G Grp M N X B M -N = M N
66 65 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 M -N = M N
67 66 oveq1d G Grp M N X B M 0 N 0 M -N · ˙ X = M N · ˙ X
68 1 2 35 mulgneg G Grp N X B -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
69 33 7 27 68 syl3anc G Grp M N X B -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
70 69 oveq2d G Grp M N X B M · ˙ -N · ˙ X = M · ˙ inv g G N · ˙ X
71 1 2 35 mulgneg2 G Grp M N · ˙ X B -M · ˙ N · ˙ X = M · ˙ inv g G N · ˙ X
72 33 3 45 71 syl3anc G Grp M N X B -M · ˙ N · ˙ X = M · ˙ inv g G N · ˙ X
73 70 72 eqtr4d G Grp M N X B M · ˙ -N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X
74 73 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 M · ˙ -N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X
75 64 67 74 3eqtr3d G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = -M · ˙ N · ˙ X
76 75 56 syldan G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
77 76 ex G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
78 11 ad2antrr G Grp M N X B M 0 N 0 G Mnd
79 simprl G Grp M N X B M 0 N 0 M 0
80 simprr G Grp M N X B M 0 N 0 N 0
81 27 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 X B
82 1 2 mulgnn0ass G Mnd M 0 N 0 X B -M -N · ˙ X = -M · ˙ -N · ˙ X
83 78 79 80 81 82 syl13anc G Grp M N X B M 0 N 0 -M -N · ˙ X = -M · ˙ -N · ˙ X
84 19 20 mul2negd G Grp M N X B -M -N = M N
85 84 oveq1d G Grp M N X B -M -N · ˙ X = M N · ˙ X
86 85 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 -M -N · ˙ X = M N · ˙ X
87 33 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 G Grp
88 3 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 M
89 nn0z N 0 N
90 89 ad2antll G Grp M N X B M 0 N 0 N
91 1 2 mulgcl G Grp N X B -N · ˙ X B
92 87 90 81 91 syl3anc G Grp M N X B M 0 N 0 -N · ˙ X B
93 1 2 35 mulgneg2 G Grp M -N · ˙ X B -M · ˙ -N · ˙ X = M · ˙ inv g G -N · ˙ X
94 87 88 92 93 syl3anc G Grp M N X B M 0 N 0 -M · ˙ -N · ˙ X = M · ˙ inv g G -N · ˙ X
95 1 2 35 mulgneg G Grp N X B -N · ˙ X = inv g G -N · ˙ X
96 87 90 81 95 syl3anc G Grp M N X B M 0 N 0 -N · ˙ X = inv g G -N · ˙ X
97 20 negnegd G Grp M N X B -N = N
98 97 adantr G Grp M N X B M 0 N 0 -N = N
99 98 oveq1d G Grp M N X B M 0 N 0 -N · ˙ X = N · ˙ X
100 96 99 eqtr3d G Grp M N X B M 0 N 0 inv g G -N · ˙ X = N · ˙ X
101 100 oveq2d G Grp M N X B M 0 N 0 M · ˙ inv g G -N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
102 94 101 eqtrd G Grp M N X B M 0 N 0 -M · ˙ -N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
103 83 86 102 3eqtr3d G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
104 103 ex G Grp M N X B M 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
105 18 58 77 104 ccased G Grp M N X B M 0 M 0 N 0 N 0 M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X
106 6 10 105 mp2and G Grp M N X B M N · ˙ X = M · ˙ N · ˙ X