Theorem elnmz 13794

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 6025	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 + 𝑧))
2	1	eleq1d 2300	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆))
3		oveq1 6024	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 + 𝑥) = (𝑧 + 𝑥))
4	3	eleq1d 2300	. . . . 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 2771	. . 3 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆))
7		oveq1 6024	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 + 𝑧) = (𝐴 + 𝑧))
8	7	eleq1d 2300	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆))
9		oveq2 6025	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑧 + 𝐴))
10	9	eleq1d 2300	. . . . 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 2532	. . 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 2965	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑁 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))

Syntax hints:   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1397   ∈ wcel 2202  ∀wral 2510  {crab 2514  (class class class)co 6017

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 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-ext 2213

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-nf 1509  df-sb 1811  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ral 2515  df-rex 2516  df-rab 2519  df-v 2804  df-un 3204  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-br 4089  df-iota 5286  df-fv 5334  df-ov 6020

This theorem is referenced by:  nmzbi  13795  nmzsubg  13796  ssnmz  13797  conjnmzb  13866