Theorem issubm 13500

Description: Expand definition of a submonoid. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Mar-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
issubm.b	|- B = ( Base ` M )
issubm.z	|- .0. = ( 0g ` M )
issubm.p	|- .+ = ( +g ` M )

Assertion

Ref	Expression
issubm	|- ( M e. Mnd -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( S C_ B /\ .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) )

Distinct variable groups:   x, M, y   x, S, y

Allowed substitution hints:   B( x, y)   .+ ( x, y)   .0. ( x, y)

Proof of Theorem issubm

Dummy variables m t are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-submnd 13488	. . . 4 |- SubMnd = ( m e. Mnd |-> { t e. ~P ( Base ` m ) | ( ( 0g ` m ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` m ) y ) e. t ) } )
2		fveq2 5626	. . . . . 6 |- ( m = M -> ( Base ` m ) = ( Base ` M ) )
3	2	pweqd 3654	. . . . 5 |- ( m = M -> ~P ( Base ` m ) = ~P ( Base ` M ) )
4		fveq2 5626	. . . . . . 7 |- ( m = M -> ( 0g ` m ) = ( 0g ` M ) )
5	4	eleq1d 2298	. . . . . 6 |- ( m = M -> ( ( 0g ` m ) e. t <-> ( 0g ` M ) e. t ) )
6		fveq2 5626	. . . . . . . . 9 |- ( m = M -> ( +g ` m ) = ( +g ` M ) )
7	6	oveqd 6017	. . . . . . . 8 |- ( m = M -> ( x ( +g ` m ) y ) = ( x ( +g ` M ) y ) )
8	7	eleq1d 2298	. . . . . . 7 |- ( m = M -> ( ( x ( +g ` m ) y ) e. t <-> ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) )
9	8	2ralbidv 2554	. . . . . 6 |- ( m = M -> ( A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` m ) y ) e. t <-> A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) )
10	5, 9	anbi12d 473	. . . . 5 |- ( m = M -> ( ( ( 0g ` m ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` m ) y ) e. t ) <-> ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) ) )
11	3, 10	rabeqbidv 2794	. . . 4 |- ( m = M -> { t e. ~P ( Base ` m ) | ( ( 0g ` m ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` m ) y ) e. t ) } = { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } )
12		id 19	. . . 4 |- ( M e. Mnd -> M e. Mnd )
13		basfn 13086	. . . . . . 7 |- Base Fn _V
14		elex 2811	. . . . . . 7 |- ( M e. Mnd -> M e. _V )
15		funfvex 5643	. . . . . . . 8 |- ( ( Fun Base /\ M e. dom Base ) -> ( Base ` M ) e. _V )
16	15	funfni 5422	. . . . . . 7 |- ( ( Base Fn _V /\ M e. _V ) -> ( Base ` M ) e. _V )
17	13, 14, 16	sylancr 414	. . . . . 6 |- ( M e. Mnd -> ( Base ` M ) e. _V )
18	17	pwexd 4264	. . . . 5 |- ( M e. Mnd -> ~P ( Base ` M ) e. _V )
19		rabexg 4226	. . . . 5 |- ( ~P ( Base ` M ) e. _V -> { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } e. _V )
20	18, 19	syl 14	. . . 4 |- ( M e. Mnd -> { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } e. _V )
21	1, 11, 12, 20	fvmptd3 5727	. . 3 |- ( M e. Mnd -> (SubMnd ` M ) = { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } )
22	21	eleq2d 2299	. 2 |- ( M e. Mnd -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> S e. { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } ) )
23		eleq2 2293	. . . . 5 |- ( t = S -> ( ( 0g ` M ) e. t <-> ( 0g ` M ) e. S ) )
24		eleq2 2293	. . . . . . 7 |- ( t = S -> ( ( x ( +g ` M ) y ) e. t <-> ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) )
25	24	raleqbi1dv 2740	. . . . . 6 |- ( t = S -> ( A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t <-> A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) )
26	25	raleqbi1dv 2740	. . . . 5 |- ( t = S -> ( A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t <-> A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) )
27	23, 26	anbi12d 473	. . . 4 |- ( t = S -> ( ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) <-> ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) )
28	27	elrab 2959	. . 3 |- ( S e. { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } <-> ( S e. ~P ( Base ` M ) /\ ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) )
29		issubm.b	. . . . . . 7 |- B = ( Base ` M )
30	29	sseq2i 3251	. . . . . 6 |- ( S C_ B <-> S C_ ( Base ` M ) )
31		issubm.z	. . . . . . . 8 |- .0. = ( 0g ` M )
32	31	eleq1i 2295	. . . . . . 7 |- ( .0. e. S <-> ( 0g ` M ) e. S )
33		issubm.p	. . . . . . . . . 10 |- .+ = ( +g ` M )
34	33	oveqi 6013	. . . . . . . . 9 |- ( x .+ y ) = ( x ( +g ` M ) y )
35	34	eleq1i 2295	. . . . . . . 8 |- ( ( x .+ y ) e. S <-> ( x ( +g ` M ) y ) e. S )
36	35	2ralbii 2538	. . . . . . 7 |- ( A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S <-> A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S )
37	32, 36	anbi12i 460	. . . . . 6 |- ( ( .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) <-> ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) )
38	30, 37	anbi12i 460	. . . . 5 |- ( ( S C_ B /\ ( .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) <-> ( S C_ ( Base ` M ) /\ ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) )
39	38	a1i 9	. . . 4 |- ( M e. Mnd -> ( ( S C_ B /\ ( .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) <-> ( S C_ ( Base ` M ) /\ ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) ) )
40		3anass 1006	. . . . 5 |- ( ( S C_ B /\ .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) <-> ( S C_ B /\ ( .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) )
41	40	a1i 9	. . . 4 |- ( M e. Mnd -> ( ( S C_ B /\ .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) <-> ( S C_ B /\ ( .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) ) )
42		elpw2g 4239	. . . . . 6 |- ( ( Base ` M ) e. _V -> ( S e. ~P ( Base ` M ) <-> S C_ ( Base ` M ) ) )
43	17, 42	syl 14	. . . . 5 |- ( M e. Mnd -> ( S e. ~P ( Base ` M ) <-> S C_ ( Base ` M ) ) )
44	43	anbi1d 465	. . . 4 |- ( M e. Mnd -> ( ( S e. ~P ( Base ` M ) /\ ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) <-> ( S C_ ( Base ` M ) /\ ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) ) )
45	39, 41, 44	3bitr4rd 221	. . 3 |- ( M e. Mnd -> ( ( S e. ~P ( Base ` M ) /\ ( ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) <-> ( S C_ B /\ .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) )
46	28, 45	bitrid 192	. 2 |- ( M e. Mnd -> ( S e. { t e. ~P ( Base ` M ) | ( ( 0g ` M ) e. t /\ A. x e. t A. y e. t ( x ( +g ` M ) y ) e. t ) } <-> ( S C_ B /\ .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) )
47	22, 46	bitrd 188	1 |- ( M e. Mnd -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( S C_ B /\ .0. e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x .+ y ) e. S ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 1002   = wceq 1395   e. wcel 2200   A.wral 2508   {crab 2512   _Vcvv 2799   C_ wss 3197   ~Pcpw 3649   Fn wfn 5312   ` cfv 5317  (class class class)co 6000   Basecbs 13027   +g cplusg 13105   0gc0g 13284   Mndcmnd 13444  SubMndcsubmnd 13486

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4201  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1re 8089  ax-addrcl 8092

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ral 2513  df-rex 2514  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-id 4383  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-fv 5325  df-ov 6003  df-inn 9107  df-ndx 13030  df-slot 13031  df-base 13033  df-submnd 13488

This theorem is referenced by:  issubm2  13501  issubmd  13502  mndissubm  13503  submss  13504  submid  13505  subm0cl  13506  submcl  13507  0subm  13512  insubm  13513  mhmima  13519  mhmeql  13520  issubg3  13724  issubrg3  14205  cnsubmlem  14536