Theorem isnsg2 13276

Description: Weaken the condition of isnsg 13275 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 13275	. 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 2500	. . . . . 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 2500	. . . . 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 2623	. . . . 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 5927	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (𝑥 + 𝑧) = (𝑥 + 𝑦))
10	9	eleq1d 2262	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆))
11		oveq1 5926	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑦 + 𝑥))
12	11	eleq1d 2262	. . . . . . . 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 2730	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
15	14	ralbii 2500	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
16		ralcom 2657	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆))
17		oveq2 5927	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑧 + 𝑥) = (𝑧 + 𝑦))
18	17	eleq1d 2262	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆))
19		oveq1 5926	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 + 𝑧) = (𝑦 + 𝑧))
20	19	eleq1d 2262	. . . . . . . . 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 2730	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆))
23	22	ralbii 2500	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑥) ∈ 𝑆 → (𝑥 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆))
24		oveq1 5926	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑧 + 𝑦) = (𝑥 + 𝑦))
25	24	eleq1d 2262	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆))
26		oveq2 5927	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑦 + 𝑧) = (𝑦 + 𝑥))
27	26	eleq1d 2262	. . . . . . . . 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 2494	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑧) ∈ 𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
30	29	cbvralvw 2730	. . . . . 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 1364   ∈ wcel 2164  ∀wral 2472  ‘cfv 5255  (class class class)co 5919  Basecbs 12621  +_gcplusg 12698  SubGrpcsubg 13240  NrmSGrpcnsg 13241

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4148  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1re 7968  ax-addrcl 7971

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ral 2477  df-rex 2478  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-csb 3082  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-int 3872  df-br 4031  df-opab 4092  df-mpt 4093  df-id 4325  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-res 4672  df-ima 4673  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-fv 5263  df-ov 5922  df-inn 8985  df-2 9043  df-ndx 12624  df-slot 12625  df-base 12627  df-plusg 12711  df-subg 13243  df-nsg 13244

This theorem is referenced by:  isnsg3  13280  subrngringnsg  13704