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Theorem o2timesd

Description: An element of a ring-like structure plus itself is two times the element. "Two" in such a structure is the sum of the unity element with itself. This (formerly) part of the proof for ringcom depends on the (right) distributivity and the existence of a (left) multiplicative identity only. (Contributed by Gérard Lang, 4-Dec-2014) (Revised by AV, 1-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses o2timesd.e ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
o2timesd.u ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B
o2timesd.i ⊢ φ → ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x
o2timesd.x ⊢ φ → X ∈ B
Assertion o2timesd ⊢ φ → X + ˙ X = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 o2timesd.e ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
2 o2timesd.u ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B
3 o2timesd.i ⊢ φ → ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x
4 o2timesd.x ⊢ φ → X ∈ B
5 oveq2 ⊢ x = X → 1 ˙ · ˙ x = 1 ˙ · ˙ X
6 id ⊢ x = X → x = X
7 5 6 eqeq12d ⊢ x = X → 1 ˙ · ˙ x = x ↔ 1 ˙ · ˙ X = X
8 7 rspcva ⊢ X ∈ B ∧ ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x → 1 ˙ · ˙ X = X
9 8 eqcomd ⊢ X ∈ B ∧ ∀ x ∈ B 1 ˙ · ˙ x = x → X = 1 ˙ · ˙ X
10 4 3 9 syl2anc ⊢ φ → X = 1 ˙ · ˙ X
11 10 10 oveq12d ⊢ φ → X + ˙ X = 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ · ˙ X
12 2 2 4 3jca ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B ∧ 1 ˙ ∈ B ∧ X ∈ B
13 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y = 1 ˙ + ˙ y
14 13 oveq1d ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ + ˙ y · ˙ z
15 oveq1 ⊢ x = 1 ˙ → x · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z
16 15 oveq1d ⊢ x = 1 ˙ → x · ˙ z + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z
17 14 16 eqeq12d ⊢ x = 1 ˙ → x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z
18 oveq2 ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y = 1 ˙ + ˙ 1 ˙
19 18 oveq1d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z
20 oveq1 ⊢ y = 1 ˙ → y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z
21 20 oveq2d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z
22 19 21 eqeq12d ⊢ y = 1 ˙ → 1 ˙ + ˙ y · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ y · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z
23 oveq2 ⊢ z = X → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X
24 oveq2 ⊢ z = X → 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ X
25 24 24 oveq12d ⊢ z = X → 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ · ˙ X
26 23 25 eqeq12d ⊢ z = X → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ z = 1 ˙ · ˙ z + ˙ 1 ˙ · ˙ z ↔ 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X = 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ · ˙ X
27 17 22 26 rspc3v ⊢ 1 ˙ ∈ B ∧ 1 ˙ ∈ B ∧ X ∈ B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X = 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ · ˙ X
28 12 1 27 sylc ⊢ φ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X = 1 ˙ · ˙ X + ˙ 1 ˙ · ˙ X
29 11 28 eqtr4d ⊢ φ → X + ˙ X = 1 ˙ + ˙ 1 ˙ · ˙ X