Theorem isnsg2 13016

Description: Weaken the condition of isnsg 13015 to only one side of the implication. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
isnsg.1	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
isnsg.2	⊢ + = (+g‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
isnsg2	⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥, + ,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦

Proof of Theorem isnsg2

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isnsg.1	. . 3 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
2		isnsg.2	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝐺)
3	1, 2	isnsg 13015	. 2 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
4		dfbi2 388	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)))
5	4	ralbii 2483	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)))
6	5	ralbii 2483	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)))
7		r19.26-2 2606	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)))
8	6, 7	bitri 184	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)))
9		oveq2 5882	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (𝑥 + 𝑧) = (𝑥 + 𝑦))
10	9	eleq1d 2246	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆))
11		oveq1 5881	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑦 + 𝑥))
12	11	eleq1d 2246	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
13	10, 12	imbi12d 234	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
14	13	cbvralvw 2707	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
15	14	ralbii 2483	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
16		ralcom 2640	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆))
17		oveq2 5882	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑧 + 𝑦))
18	17	eleq1d 2246	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆))
19		oveq1 5881	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 + 𝑧) = (𝑦 + 𝑧))
20	19	eleq1d 2246	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆))
21	18, 20	imbi12d 234	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆)))
22	21	cbvralvw 2707	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆))
23	22	ralbii 2483	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆))
24		oveq1 5881	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑧 + 𝑦) = (𝑥 + 𝑦))
25	24	eleq1d 2246	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆))
26		oveq2 5882	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑦 + 𝑧) = (𝑦 + 𝑥))
27	26	eleq1d 2246	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
28	25, 27	imbi12d 234	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
29	28	ralbidv 2477	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
30	29	cbvralvw 2707	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
31	16, 23, 30	3bitri 206	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
32	15, 31	anbi12i 460	. . . 4 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆)) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
33		anidm 396	. . . 4 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
34	8, 32, 33	3bitri 206	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
35	34	anbi2i 457	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆)) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
36	3, 35	bitri 184	1 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1353   ∈ wcel 2148  ∀wral 2455  ‘cfv 5216  (class class class)co 5874  Basecbs 12456  +_gcplusg 12530  SubGrpcsubg 12980  NrmSGrpcnsg 12981

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 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4121  ax-pow 4174  ax-pr 4209  ax-un 4433  ax-cnex 7901  ax-resscn 7902  ax-1re 7904  ax-addrcl 7907

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ral 2460  df-rex 2461  df-rab 2464  df-v 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-pw 3577  df-sn 3598  df-pr 3599  df-op 3601  df-uni 3810  df-int 3845  df-br 4004  df-opab 4065  df-mpt 4066  df-id 4293  df-xp 4632  df-rel 4633  df-cnv 4634  df-co 4635  df-dm 4636  df-rn 4637  df-res 4638  df-ima 4639  df-iota 5178  df-fun 5218  df-fn 5219  df-fv 5224  df-ov 5877  df-inn 8918  df-2 8976  df-ndx 12459  df-slot 12460  df-base 12462  df-plusg 12543  df-subg 12983  df-nsg 12984

This theorem is referenced by:  isnsg3  13020