Theorem eqgval 13720

Description: Value of the subgroup left coset equivalence relation. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jan-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 14-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
eqgval.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
eqgval.n	⊢ 𝑁 = (invg‘𝐺)
eqgval.p	⊢ + = (+g‘𝐺)
eqgval.r	⊢ 𝑅 = (𝐺 ~QG 𝑆)

Assertion

Ref	Expression
eqgval	⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (𝐴𝑅𝐵 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)))

Proof of Theorem eqgval

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqgval.x	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
2		eqgval.n	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (invg‘𝐺)
3		eqgval.p	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝐺)
4		eqgval.r	. . . 4 ⊢ 𝑅 = (𝐺 ~QG 𝑆)
5	1, 2, 3, 4	eqgfval 13719	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → 𝑅 = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)})
6	5	breqd 4071	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (𝐴𝑅𝐵 ↔ 𝐴{⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)}𝐵))
7		brabv 4824	. . . 4 ⊢ (𝐴{⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)}𝐵 → (𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V))
8	7	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) ∧ 𝐴{⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)}𝐵) → (𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V))
9		simpr1 1006	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)) → 𝐴 ∈ 𝑋)
10	9	elexd 2791	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)) → 𝐴 ∈ V)
11		simpr2 1007	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)) → 𝐵 ∈ 𝑋)
12	11	elexd 2791	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)) → 𝐵 ∈ V)
13	10, 12	jca 306	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)) → (𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V))
14		vex 2780	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑥 ∈ V
15		vex 2780	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑦 ∈ V
16	14, 15	prss 3801	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) ↔ {𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋)
17		eleq1 2270	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 ∈ 𝑋 ↔ 𝐴 ∈ 𝑋))
18		eleq1 2270	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 ∈ 𝑋 ↔ 𝐵 ∈ 𝑋))
19	17, 18	bi2anan9 606	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵) → ((𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋) ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋)))
20	16, 19	bitr3id 194	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵) → ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋)))
21		fveq2 5600	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑁‘𝑥) = (𝑁‘𝐴))
22		id 19	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → 𝑦 = 𝐵)
23	21, 22	oveqan12d 5988	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵) → ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) = ((𝑁‘𝐴) + 𝐵))
24	23	eleq1d 2276	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵) → (((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆))
25	20, 24	anbi12d 473	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵) → (({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆) ↔ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)))
26		df-3an 983	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆) ↔ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆))
27	25, 26	bitr4di 198	. . . 4 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵) → (({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆) ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)))
28		eqid 2207	. . . 4 ⊢ {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)} = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)}
29	27, 28	brabga 4329	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝐴{⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)}𝐵 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)))
30	8, 13, 29	pm5.21nd 918	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (𝐴{⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝑥) + 𝑦) ∈ 𝑆)}𝐵 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)))
31	6, 30	bitrd 188	1 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑉 ∧ 𝑆 ⊆ 𝑋) → (𝐴𝑅𝐵 ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁‘𝐴) + 𝐵) ∈ 𝑆)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2178  Vcvv 2777   ⊆ wss 3175  {cpr 3645   class class class wbr 4060  {copab 4121  ‘cfv 5291  (class class class)co 5969  Basecbs 12993  +_gcplusg 13070  inv_gcminusg 13494   ~_QG cqg 13666

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-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-sep 4179  ax-pow 4235  ax-pr 4270  ax-un 4499  ax-setind 4604  ax-cnex 8053  ax-resscn 8054  ax-1re 8056  ax-addrcl 8059

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ne 2379  df-ral 2491  df-rex 2492  df-v 2779  df-sbc 3007  df-dif 3177  df-un 3179  df-in 3181  df-ss 3188  df-pw 3629  df-sn 3650  df-pr 3651  df-op 3653  df-uni 3866  df-int 3901  df-br 4061  df-opab 4123  df-mpt 4124  df-id 4359  df-xp 4700  df-rel 4701  df-cnv 4702  df-co 4703  df-dm 4704  df-rn 4705  df-res 4706  df-iota 5252  df-fun 5293  df-fn 5294  df-fv 5299  df-ov 5972  df-oprab 5973  df-mpo 5974  df-inn 9074  df-ndx 12996  df-slot 12997  df-base 12999  df-eqg 13669

This theorem is referenced by:  eqger  13721  eqglact  13722  eqgid  13723  eqgcpbl  13725  eqgabl  13827