Theorem elnmz 13988

Description: Elementhood in the normalizer. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jan-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
elnmz.1	⊢ 𝑁 = {𝑥 ∈ 𝑋 ∣ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)}

Assertion

Ref	Expression
elnmz	⊢ (𝐴 ∈ 𝑁 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑧,𝐴   𝑥,𝑦,𝑧   𝑧,𝑁   𝑥,𝑆,𝑦,𝑧   𝑥, + ,𝑦,𝑧   𝑥,𝑋,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦)   𝑁(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem elnmz

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 6083	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 + 𝑧))
2	1	eleq1d 2307	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆))
3		oveq1 6082	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 + 𝑥) = (𝑧 + 𝑥))
4	3	eleq1d 2307	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆))
5	2, 4	bibi12d 235	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
6	5	cbvralvw 2790	. . 3 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆))
7		oveq1 6082	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 + 𝑧) = (𝐴 + 𝑧))
8	7	eleq1d 2307	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆))
9		oveq2 6083	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑧 + 𝐴))
10	9	eleq1d 2307	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆))
11	8, 10	bibi12d 235	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
12	11	ralbidv 2550	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
13	6, 12	bitrid 192	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
14		elnmz.1	. 2 ⊢ 𝑁 = {𝑥 ∈ 𝑋 ∣ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)}
15	13, 14	elrab2 2985	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑁 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))

Syntax hints:   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528  {crab 2532  (class class class)co 6075

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 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-ext 2220

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-rab 2537  df-v 2823  df-un 3224  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-br 4126  df-iota 5332  df-fv 5380  df-ov 6078

This theorem is referenced by:  nmzbi  13989  nmzsubg  13990  ssnmz  13991  conjnmzb  14060