| Step | Hyp | Ref
 | Expression | 
| 1 |   | nsgsubg 13335 | 
. . 3
⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) | 
| 2 |   | isnsg3.1 | 
. . . . . 6
⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺) | 
| 3 |   | isnsg3.2 | 
. . . . . 6
⊢  + =
(+g‘𝐺) | 
| 4 |   | isnsg3.3 | 
. . . . . 6
⊢  − =
(-g‘𝐺) | 
| 5 | 2, 3, 4 | nsgconj 13336 | 
. . . . 5
⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) | 
| 6 | 5 | 3expb 1206 | 
. . . 4
⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) | 
| 7 | 6 | ralrimivva 2579 | 
. . 3
⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) | 
| 8 | 1, 7 | jca 306 | 
. 2
⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆)) | 
| 9 |   | simpl 109 | 
. . 3
⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) | 
| 10 |   | subgrcl 13309 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp) | 
| 11 | 10 | ad2antrr 488 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → 𝐺 ∈ Grp) | 
| 12 |   | simprll 537 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → 𝑧 ∈ 𝑋) | 
| 13 |   | eqid 2196 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢
(0g‘𝐺) = (0g‘𝐺) | 
| 14 |   | eqid 2196 | 
. . . . . . . . . . . 12
⊢
(invg‘𝐺) = (invg‘𝐺) | 
| 15 | 2, 3, 13, 14 | grplinv 13182 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → (((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑧) = (0g‘𝐺)) | 
| 16 | 11, 12, 15 | syl2anc 411 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → (((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑧) = (0g‘𝐺)) | 
| 17 | 16 | oveq1d 5937 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑧) + 𝑤) = ((0g‘𝐺) + 𝑤)) | 
| 18 | 2, 14 | grpinvcl 13180 | 
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → ((invg‘𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑋) | 
| 19 | 11, 12, 18 | syl2anc 411 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((invg‘𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑋) | 
| 20 |   | simprlr 538 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → 𝑤 ∈ 𝑋) | 
| 21 | 2, 3 | grpass 13141 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧
(((invg‘𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑧) + 𝑤) = (((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤))) | 
| 22 | 11, 19, 12, 20, 21 | syl13anc 1251 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑧) + 𝑤) = (((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤))) | 
| 23 | 2, 3, 13 | grplid 13163 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) → ((0g‘𝐺) + 𝑤) = 𝑤) | 
| 24 | 11, 20, 23 | syl2anc 411 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((0g‘𝐺) + 𝑤) = 𝑤) | 
| 25 | 17, 22, 24 | 3eqtr3d 2237 | 
. . . . . . . 8
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → (((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) = 𝑤) | 
| 26 | 25 | oveq1d 5937 | 
. . . . . . 7
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) = (𝑤 −
((invg‘𝐺)‘𝑧))) | 
| 27 | 2, 3, 4, 14, 11, 20, 12 | grpsubinv 13205 | 
. . . . . . 7
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → (𝑤 −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) = (𝑤 + 𝑧)) | 
| 28 | 26, 27 | eqtrd 2229 | 
. . . . . 6
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) = (𝑤 + 𝑧)) | 
| 29 |   | simprr 531 | 
. . . . . . 7
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆) | 
| 30 |   | simplr 528 | 
. . . . . . 7
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) | 
| 31 |   | oveq1 5929 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑧) → (𝑥 + 𝑦) = (((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑦)) | 
| 32 |   | id 19 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑧) → 𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑧)) | 
| 33 | 31, 32 | oveq12d 5940 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑧) → ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) = ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑦) −
((invg‘𝐺)‘𝑧))) | 
| 34 | 33 | eleq1d 2265 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑧) → (((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑦) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆)) | 
| 35 |   | oveq2 5930 | 
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝑦 = (𝑧 + 𝑤) → (((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑦) = (((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤))) | 
| 36 | 35 | oveq1d 5937 | 
. . . . . . . . 9
⊢ (𝑦 = (𝑧 + 𝑤) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑦) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) = ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) −
((invg‘𝐺)‘𝑧))) | 
| 37 | 36 | eleq1d 2265 | 
. . . . . . . 8
⊢ (𝑦 = (𝑧 + 𝑤) → (((((invg‘𝐺)‘𝑧) + 𝑦) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆 ↔ ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆)) | 
| 38 | 34, 37 | rspc2va 2882 | 
. . . . . . 7
⊢
(((((invg‘𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑋 ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆) | 
| 39 | 19, 29, 30, 38 | syl21anc 1248 | 
. . . . . 6
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → ((((invg‘𝐺)‘𝑧) + (𝑧 + 𝑤)) −
((invg‘𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆) | 
| 40 | 28, 39 | eqeltrrd 2274 | 
. . . . 5
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ ((𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋) ∧ (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)) → (𝑤 + 𝑧) ∈ 𝑆) | 
| 41 | 40 | expr 375 | 
. . . 4
⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) ∧ (𝑧 ∈ 𝑋 ∧ 𝑤 ∈ 𝑋)) → ((𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆 → (𝑤 + 𝑧) ∈ 𝑆)) | 
| 42 | 41 | ralrimivva 2579 | 
. . 3
⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆 → (𝑤 + 𝑧) ∈ 𝑆)) | 
| 43 | 2, 3 | isnsg2 13333 | 
. . 3
⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∀𝑤 ∈ 𝑋 ((𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆 → (𝑤 + 𝑧) ∈ 𝑆))) | 
| 44 | 9, 42, 43 | sylanbrc 417 | 
. 2
⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆) → 𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺)) | 
| 45 | 8, 44 | impbii 126 | 
1
⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑆 ((𝑥 + 𝑦) − 𝑥) ∈ 𝑆)) |