Theorem elnmz 13099

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 5896	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥 + 𝑧))
2	1	eleq1d 2256	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆))
3		oveq1 5895	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 + 𝑥) = (𝑧 + 𝑥))
4	3	eleq1d 2256	. . . . 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 2719	. . 3 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆))
7		oveq1 5895	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 + 𝑧) = (𝐴 + 𝑧))
8	7	eleq1d 2256	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆))
9		oveq2 5896	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑧 + 𝐴))
10	9	eleq1d 2256	. . . . 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 2487	. . 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 2908	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑁 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝐴 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝐴) ∈ 𝑆)))

Syntax hints:   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1363   ∈ wcel 2158  ∀wral 2465  {crab 2469  (class class class)co 5888

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 710  ax-5 1457  ax-7 1458  ax-gen 1459  ax-ie1 1503  ax-ie2 1504  ax-8 1514  ax-10 1515  ax-11 1516  ax-i12 1517  ax-bndl 1519  ax-4 1520  ax-17 1536  ax-i9 1540  ax-ial 1544  ax-i5r 1545  ax-ext 2169

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 981  df-tru 1366  df-nf 1471  df-sb 1773  df-clab 2174  df-cleq 2180  df-clel 2183  df-nfc 2318  df-ral 2470  df-rex 2471  df-rab 2474  df-v 2751  df-un 3145  df-sn 3610  df-pr 3611  df-op 3613  df-uni 3822  df-br 4016  df-iota 5190  df-fv 5236  df-ov 5891

This theorem is referenced by:  nmzbi  13100  nmzsubg  13101  ssnmz  13102