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Theorem mulgdirlem

Description: Lemma for mulgdir . (Contributed by Mario Carneiro, 13-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses mulgnndir.b B = Base G
mulgnndir.t · ˙ = G
mulgnndir.p + ˙ = + G
Assertion mulgdirlem G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgnndir.b B = Base G
2 mulgnndir.t · ˙ = G
3 mulgnndir.p + ˙ = + G
4 simpl1 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Grp
5 4 grpmndd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Mnd
6 simprl G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M 0
7 simprr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N 0
8 simpl23 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 X B
9 1 2 3 mulgnn0dir G Mnd M 0 N 0 X B M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
10 5 6 7 8 9 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
11 10 anassrs G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
12 simpl1 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Grp
13 simp22 G Grp M N X B M + N 0 N
14 13 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N
15 simpl23 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 X B
16 eqid inv g G = inv g G
17 1 2 16 mulgneg G Grp N X B -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
18 12 14 15 17 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X = inv g G N · ˙ X
19 18 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = inv g G N · ˙ X + ˙ N · ˙ X
20 1 2 mulgcl G Grp N X B N · ˙ X B
21 12 14 15 20 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N · ˙ X B
22 eqid 0 G = 0 G
23 1 3 22 16 grplinv G Grp N · ˙ X B inv g G N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = 0 G
24 12 21 23 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 inv g G N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = 0 G
25 19 24 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = 0 G
26 25 oveq2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ 0 G
27 simpl3 G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N 0
28 nn0z M + N 0 M + N
29 27 28 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N
30 1 2 mulgcl G Grp M + N X B M + N · ˙ X B
31 12 29 15 30 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X B
32 1 3 22 grprid G Grp M + N · ˙ X B M + N · ˙ X + ˙ 0 G = M + N · ˙ X
33 12 31 32 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ 0 G = M + N · ˙ X
34 26 33 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X
35 nn0z N 0 N
36 35 ad2antll G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N
37 1 2 mulgcl G Grp N X B -N · ˙ X B
38 12 36 15 37 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 -N · ˙ X B
39 1 3 grpass G Grp M + N · ˙ X B -N · ˙ X B N · ˙ X B M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X
40 12 31 38 21 39 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X
41 12 grpmndd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 G Mnd
42 simprr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N 0
43 1 2 3 mulgnn0dir G Mnd M + N 0 N 0 X B M + N + -N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X
44 41 27 42 15 43 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N · ˙ X = M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X
45 simp21 G Grp M N X B M + N 0 M
46 45 zcnd G Grp M N X B M + N 0 M
47 13 zcnd G Grp M N X B M + N 0 N
48 46 47 addcld G Grp M N X B M + N 0 M + N
49 48 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N
50 47 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N
51 49 50 negsubd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N = M + N - N
52 46 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M
53 52 50 pncand G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N - N = M
54 51 53 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N = M
55 54 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N + -N · ˙ X = M · ˙ X
56 44 55 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X = M · ˙ X
57 56 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
58 40 57 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X + ˙ -N · ˙ X + ˙ N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
59 34 58 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
60 59 anassrs G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
61 elznn0 N N N 0 N 0
62 61 simprbi N N 0 N 0
63 13 62 syl G Grp M N X B M + N 0 N 0 N 0
64 63 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N 0 N 0
65 11 60 64 mpjaodan G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
66 simpl1 G Grp M N X B M + N 0 M 0 G Grp
67 45 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
68 simpl23 G Grp M N X B M + N 0 M 0 X B
69 1 2 mulgcl G Grp M X B M · ˙ X B
70 66 67 68 69 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X B
71 67 znegcld G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
72 1 2 mulgcl G Grp M X B -M · ˙ X B
73 66 71 68 72 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M · ˙ X B
74 28 3ad2ant3 G Grp M N X B M + N 0 M + N
75 74 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N
76 66 75 68 30 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N · ˙ X B
77 1 3 grpass G Grp M · ˙ X B -M · ˙ X B M + N · ˙ X B M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
78 66 70 73 76 77 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
79 1 2 16 mulgneg G Grp M X B -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X
80 66 67 68 79 syl3anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M · ˙ X = inv g G M · ˙ X
81 80 oveq2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X = M · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X
82 1 3 22 16 grprinv G Grp M · ˙ X B M · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X = 0 G
83 66 70 82 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ inv g G M · ˙ X = 0 G
84 81 83 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X = 0 G
85 84 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = 0 G + ˙ M + N · ˙ X
86 1 3 22 grplid G Grp M + N · ˙ X B 0 G + ˙ M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
87 66 76 86 syl2anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 0 G + ˙ M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
88 85 87 eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M + N · ˙ X
89 66 grpmndd G Grp M N X B M + N 0 M 0 G Mnd
90 simpr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M 0
91 simpl3 G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N 0
92 1 2 3 mulgnn0dir G Mnd M 0 M + N 0 X B -M + M + N · ˙ X = -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
93 89 90 91 68 92 syl13anc G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N · ˙ X = -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X
94 46 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
95 94 negcld G Grp M N X B M + N 0 M 0 M
96 48 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N
97 95 96 addcomd G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N = M + N + -M
98 96 94 negsubd G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N + -M = M + N - M
99 47 adantr G Grp M N X B M + N 0 M 0 N
100 94 99 pncan2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N - M = N
101 97 98 100 3eqtrd G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N = N
102 101 oveq1d G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M + M + N · ˙ X = N · ˙ X
103 93 102 eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = N · ˙ X
104 103 oveq2d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M · ˙ X + ˙ -M · ˙ X + ˙ M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
105 78 88 104 3eqtr3d G Grp M N X B M + N 0 M 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X
106 elznn0 M M M 0 M 0
107 106 simprbi M M 0 M 0
108 45 107 syl G Grp M N X B M + N 0 M 0 M 0
109 65 105 108 mpjaodan G Grp M N X B M + N 0 M + N · ˙ X = M · ˙ X + ˙ N · ˙ X