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Theorem grprcan 15564
Description: Right cancellation law for groups. (Contributed by NM, 24-Aug-2011.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 6-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
grprcan.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
grprcan.p  |-  .+  =  ( +g  `  G )
Assertion
Ref Expression
grprcan  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  Z
)  =  ( Y 
.+  Z )  <->  X  =  Y ) )

Proof of Theorem grprcan
Dummy variables  v  u  w  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 grprcan.b . . . . 5  |-  B  =  ( Base `  G
)
2 grprcan.p . . . . 5  |-  .+  =  ( +g  `  G )
3 eqid 2441 . . . . 5  |-  ( 0g
`  G )  =  ( 0g `  G
)
41, 2, 3grpinvex 15546 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  Z  e.  B )  ->  E. y  e.  B  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )
543ad2antr3 1150 . . 3  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  ->  E. y  e.  B  ( y  .+  Z )  =  ( 0g `  G ) )
6 simprr 751 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) )
76oveq1d 6105 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  (
( X  .+  Z
)  .+  y )  =  ( ( Y 
.+  Z )  .+  y ) )
8 simpll 748 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  G  e.  Grp )
91, 2grpass 15545 . . . . . . . . 9  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B
) )  ->  (
( u  .+  v
)  .+  w )  =  ( u  .+  ( v  .+  w
) ) )
108, 9sylan 468 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B
) )  ->  (
( u  .+  v
)  .+  w )  =  ( u  .+  ( v  .+  w
) ) )
11 simplr1 1025 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  X  e.  B )
12 simplr3 1027 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  Z  e.  B )
13 simprll 756 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  y  e.  B )
1410, 11, 12, 13caovassd 6261 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  (
( X  .+  Z
)  .+  y )  =  ( X  .+  ( Z  .+  y ) ) )
15 simplr2 1026 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  Y  e.  B )
1610, 15, 12, 13caovassd 6261 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  (
( Y  .+  Z
)  .+  y )  =  ( Y  .+  ( Z  .+  y ) ) )
177, 14, 163eqtr3d 2481 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( X  .+  ( Z  .+  y ) )  =  ( Y  .+  ( Z  .+  y ) ) )
181, 2grpcl 15544 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  u  e.  B  /\  v  e.  B )  ->  ( u  .+  v
)  e.  B )
198, 18syl3an1 1246 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  u  e.  B  /\  v  e.  B )  ->  ( u  .+  v
)  e.  B )
201, 3grpidcl 15559 . . . . . . . . . 10  |-  ( G  e.  Grp  ->  ( 0g `  G )  e.  B )
218, 20syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( 0g `  G )  e.  B )
221, 2, 3grplid 15561 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  u  e.  B )  ->  ( ( 0g `  G )  .+  u
)  =  u )
238, 22sylan 468 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  u  e.  B )  ->  ( ( 0g `  G )  .+  u
)  =  u )
241, 2, 3grpinvex 15546 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  u  e.  B )  ->  E. v  e.  B  ( v  .+  u
)  =  ( 0g
`  G ) )
258, 24sylan 468 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  u  e.  B )  ->  E. v  e.  B  ( v  .+  u
)  =  ( 0g
`  G ) )
26 simpr 458 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  Z  e.  B )  ->  Z  e.  B )
2713adantr 462 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  Z  e.  B )  ->  y  e.  B )
28 simprlr 757 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  (
y  .+  Z )  =  ( 0g `  G ) )
2928adantr 462 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  Z  e.  B )  ->  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )
3019, 21, 23, 10, 25, 26, 27, 29grprinvd 6301 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B ) )  /\  ( ( y  e.  B  /\  ( y 
.+  Z )  =  ( 0g `  G
) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) ) )  /\  Z  e.  B )  ->  ( Z  .+  y
)  =  ( 0g
`  G ) )
3112, 30mpdan 663 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( Z  .+  y )  =  ( 0g `  G
) )
3231oveq2d 6106 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( X  .+  ( Z  .+  y ) )  =  ( X  .+  ( 0g `  G ) ) )
3331oveq2d 6106 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( Y  .+  ( Z  .+  y ) )  =  ( Y  .+  ( 0g `  G ) ) )
3417, 32, 333eqtr3d 2481 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( X  .+  ( 0g `  G ) )  =  ( Y  .+  ( 0g `  G ) ) )
351, 2, 3grprid 15562 . . . . . 6  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  X  e.  B )  ->  ( X  .+  ( 0g `  G ) )  =  X )
368, 11, 35syl2anc 656 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( X  .+  ( 0g `  G ) )  =  X )
371, 2, 3grprid 15562 . . . . . 6  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  Y  e.  B )  ->  ( Y  .+  ( 0g `  G ) )  =  Y )
388, 15, 37syl2anc 656 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  ( Y  .+  ( 0g `  G ) )  =  Y )
3934, 36, 383eqtr3d 2481 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
( y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) )  /\  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z ) ) )  ->  X  =  Y )
4039expr 612 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  ( y  .+  Z
)  =  ( 0g
`  G ) ) )  ->  ( ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
)  ->  X  =  Y ) )
415, 40rexlimddv 2843 . 2  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  Z
)  =  ( Y 
.+  Z )  ->  X  =  Y )
)
42 oveq1 6097 . 2  |-  ( X  =  Y  ->  ( X  .+  Z )  =  ( Y  .+  Z
) )
4341, 42impbid1 203 1  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Z  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  Z
)  =  ( Y 
.+  Z )  <->  X  =  Y ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 960    = wceq 1364    e. wcel 1761   E.wrex 2714   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   Basecbs 14170   +g cplusg 14234   0gc0g 14374   Grpcgrp 15406
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2263  df-mo 2264  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-nul 3635  df-if 3789  df-sn 3875  df-pr 3877  df-op 3881  df-uni 4089  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-id 4632  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fv 5423  df-riota 6049  df-ov 6093  df-0g 14376  df-mnd 15411  df-grp 15538
This theorem is referenced by:  grpinveu  15565  grpid  15566  grpidlcan  15585  grpinvssd  15596  grpsubrcan  15600  grpsubadd  15606  sylow1lem4  16093  rngcom  16663  rngrz  16672  lmodcom  16971  ogrpaddlt  26098  rhmunitinv  26209  isnumbasgrplem2  29369
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