ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  issubg2m GIF version

Theorem issubg2m 13467
Description: Characterize the subgroups of a group by closure properties. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
issubg2.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
issubg2.p + = (+g𝐺)
issubg2.i 𝐼 = (invg𝐺)
Assertion
Ref Expression
issubg2m (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑢 𝑢𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))))
Distinct variable groups:   𝑢, + ,𝑥,𝑦   𝑢,𝐵   𝑢,𝐺,𝑥,𝑦   𝑢,𝐼,𝑥,𝑦   𝑢,𝑆,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem issubg2m
Dummy variables 𝑣 𝑤 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 issubg2.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝐺)
21subgss 13452 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆𝐵)
3 eqid 2204 . . . . . . 7 (𝐺s 𝑆) = (𝐺s 𝑆)
43subggrp 13455 . . . . . 6 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐺s 𝑆) ∈ Grp)
5 eqid 2204 . . . . . . 7 (Base‘(𝐺s 𝑆)) = (Base‘(𝐺s 𝑆))
6 eqid 2204 . . . . . . 7 (0g‘(𝐺s 𝑆)) = (0g‘(𝐺s 𝑆))
75, 6grpidcl 13303 . . . . . 6 ((𝐺s 𝑆) ∈ Grp → (0g‘(𝐺s 𝑆)) ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆)))
84, 7syl 14 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (0g‘(𝐺s 𝑆)) ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆)))
93subgbas 13456 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
108, 9eleqtrrd 2284 . . . 4 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (0g‘(𝐺s 𝑆)) ∈ 𝑆)
11 elex2 2787 . . . 4 ((0g‘(𝐺s 𝑆)) ∈ 𝑆 → ∃𝑢 𝑢𝑆)
1210, 11syl 14 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∃𝑢 𝑢𝑆)
13 issubg2.p . . . . . . . 8 + = (+g𝐺)
1413subgcl 13462 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆𝑦𝑆) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
15143expa 1205 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑦𝑆) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
1615ralrimiva 2578 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) → ∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
17 issubg2.i . . . . . 6 𝐼 = (invg𝐺)
1817subginvcl 13461 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) → (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)
1916, 18jca 306 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))
2019ralrimiva 2578 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))
212, 12, 203jca 1179 . 2 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑢 𝑢𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)))
22 eleq1w 2265 . . . . 5 (𝑟 = 𝑢 → (𝑟𝑆𝑢𝑆))
2322cbvexv 1941 . . . 4 (∃𝑟 𝑟𝑆 ↔ ∃𝑢 𝑢𝑆)
24233anbi2i 1193 . . 3 ((𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑢 𝑢𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)))
25 simpl 109 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝐺 ∈ Grp)
26 simpr1 1005 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆𝐵)
273a1i 9 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → (𝐺s 𝑆) = (𝐺s 𝑆))
281a1i 9 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝐵 = (Base‘𝐺))
29 simpl 109 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝐺 ∈ Grp)
30 simpr 110 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝑆𝐵)
3127, 28, 29, 30ressbas2d 12842 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
32313ad2antr1 1164 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
3313a1i 9 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → + = (+g𝐺))
34 basfn 12832 . . . . . . . . . . 11 Base Fn V
3529elexd 2784 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝐺 ∈ V)
36 funfvex 5592 . . . . . . . . . . . 12 ((Fun Base ∧ 𝐺 ∈ dom Base) → (Base‘𝐺) ∈ V)
3736funfni 5375 . . . . . . . . . . 11 ((Base Fn V ∧ 𝐺 ∈ V) → (Base‘𝐺) ∈ V)
3834, 35, 37sylancr 414 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → (Base‘𝐺) ∈ V)
391, 38eqeltrid 2291 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝐵 ∈ V)
4039, 30ssexd 4183 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → 𝑆 ∈ V)
4127, 33, 40, 29ressplusgd 12903 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵) → + = (+g‘(𝐺s 𝑆)))
42413ad2antr1 1164 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → + = (+g‘(𝐺s 𝑆)))
43 simpr3 1007 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))
44 simpl 109 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
4544ralimi 2568 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
4643, 45syl 14 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
47 oveq1 5950 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑢 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑢 + 𝑦))
4847eleq1d 2273 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑢 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 + 𝑦) ∈ 𝑆))
49 oveq2 5951 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑣 → (𝑢 + 𝑦) = (𝑢 + 𝑣))
5049eleq1d 2273 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑣 → ((𝑢 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
5148, 50rspc2v 2889 . . . . . . . 8 ((𝑢𝑆𝑣𝑆) → (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
5246, 51syl5com 29 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ((𝑢𝑆𝑣𝑆) → (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
53523impib 1203 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆𝑣𝑆) → (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆)
5426sseld 3191 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑢𝑆𝑢𝐵))
5526sseld 3191 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑣𝑆𝑣𝐵))
5626sseld 3191 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑤𝑆𝑤𝐵))
5754, 55, 563anim123d 1331 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ((𝑢𝑆𝑣𝑆𝑤𝑆) → (𝑢𝐵𝑣𝐵𝑤𝐵)))
5857imp 124 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ (𝑢𝑆𝑣𝑆𝑤𝑆)) → (𝑢𝐵𝑣𝐵𝑤𝐵))
591, 13grpass 13283 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑢𝐵𝑣𝐵𝑤𝐵)) → ((𝑢 + 𝑣) + 𝑤) = (𝑢 + (𝑣 + 𝑤)))
6059adantlr 477 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ (𝑢𝐵𝑣𝐵𝑤𝐵)) → ((𝑢 + 𝑣) + 𝑤) = (𝑢 + (𝑣 + 𝑤)))
6158, 60syldan 282 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ (𝑢𝑆𝑣𝑆𝑤𝑆)) → ((𝑢 + 𝑣) + 𝑤) = (𝑢 + (𝑣 + 𝑤)))
62 simpr2 1006 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ∃𝑟 𝑟𝑆)
6362, 23sylib 122 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ∃𝑢 𝑢𝑆)
6426sselda 3192 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → 𝑢𝐵)
65 eqid 2204 . . . . . . . . . . 11 (0g𝐺) = (0g𝐺)
661, 13, 65, 17grplinv 13324 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑢𝐵) → ((𝐼𝑢) + 𝑢) = (0g𝐺))
6766adantlr 477 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝐵) → ((𝐼𝑢) + 𝑢) = (0g𝐺))
6864, 67syldan 282 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → ((𝐼𝑢) + 𝑢) = (0g𝐺))
69 simpr 110 . . . . . . . . . . . 12 ((∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆) → (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)
7069ralimi 2568 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑥𝑆 (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)
7143, 70syl 14 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → ∀𝑥𝑆 (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)
72 fveq2 5575 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑢 → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑢))
7372eleq1d 2273 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑢 → ((𝐼𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐼𝑢) ∈ 𝑆))
7473rspccva 2875 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑥𝑆 (𝐼𝑥) ∈ 𝑆𝑢𝑆) → (𝐼𝑢) ∈ 𝑆)
7571, 74sylan 283 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → (𝐼𝑢) ∈ 𝑆)
76 simpr 110 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → 𝑢𝑆)
7746adantr 276 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
78 ovrspc2v 5969 . . . . . . . . 9 ((((𝐼𝑢) ∈ 𝑆𝑢𝑆) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆) → ((𝐼𝑢) + 𝑢) ∈ 𝑆)
7975, 76, 77, 78syl21anc 1248 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → ((𝐼𝑢) + 𝑢) ∈ 𝑆)
8068, 79eqeltrrd 2282 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
8163, 80exlimddv 1921 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
821, 13, 65grplid 13305 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑢𝐵) → ((0g𝐺) + 𝑢) = 𝑢)
8382adantlr 477 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝐵) → ((0g𝐺) + 𝑢) = 𝑢)
8464, 83syldan 282 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢𝑆) → ((0g𝐺) + 𝑢) = 𝑢)
8532, 42, 53, 61, 81, 84, 75, 68isgrpd 13297 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝐺s 𝑆) ∈ Grp)
861issubg 13451 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝐵 ∧ (𝐺s 𝑆) ∈ Grp))
8725, 26, 85, 86syl3anbrc 1183 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
8887ex 115 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆𝐵 ∧ ∃𝑟 𝑟𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
8924, 88biimtrrid 153 . 2 (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆𝐵 ∧ ∃𝑢 𝑢𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
9021, 89impbid2 143 1 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∃𝑢 𝑢𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼𝑥) ∈ 𝑆))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 980   = wceq 1372  wex 1514  wcel 2175  wral 2483  Vcvv 2771  wss 3165   Fn wfn 5265  cfv 5270  (class class class)co 5943  Basecbs 12774  s cress 12775  +gcplusg 12851  0gc0g 13030  Grpcgrp 13274  invgcminusg 13275  SubGrpcsubg 13445
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 710  ax-5 1469  ax-7 1470  ax-gen 1471  ax-ie1 1515  ax-ie2 1516  ax-8 1526  ax-10 1527  ax-11 1528  ax-i12 1529  ax-bndl 1531  ax-4 1532  ax-17 1548  ax-i9 1552  ax-ial 1556  ax-i5r 1557  ax-13 2177  ax-14 2178  ax-ext 2186  ax-coll 4158  ax-sep 4161  ax-pow 4217  ax-pr 4252  ax-un 4479  ax-setind 4584  ax-cnex 8015  ax-resscn 8016  ax-1cn 8017  ax-1re 8018  ax-icn 8019  ax-addcl 8020  ax-addrcl 8021  ax-mulcl 8022  ax-addcom 8024  ax-addass 8026  ax-i2m1 8029  ax-0lt1 8030  ax-0id 8032  ax-rnegex 8033  ax-pre-ltirr 8036  ax-pre-ltadd 8040
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1375  df-fal 1378  df-nf 1483  df-sb 1785  df-eu 2056  df-mo 2057  df-clab 2191  df-cleq 2197  df-clel 2200  df-nfc 2336  df-ne 2376  df-nel 2471  df-ral 2488  df-rex 2489  df-reu 2490  df-rmo 2491  df-rab 2492  df-v 2773  df-sbc 2998  df-csb 3093  df-dif 3167  df-un 3169  df-in 3171  df-ss 3178  df-nul 3460  df-pw 3617  df-sn 3638  df-pr 3639  df-op 3641  df-uni 3850  df-int 3885  df-iun 3928  df-br 4044  df-opab 4105  df-mpt 4106  df-id 4339  df-xp 4680  df-rel 4681  df-cnv 4682  df-co 4683  df-dm 4684  df-rn 4685  df-res 4686  df-ima 4687  df-iota 5231  df-fun 5272  df-fn 5273  df-f 5274  df-f1 5275  df-fo 5276  df-f1o 5277  df-fv 5278  df-riota 5898  df-ov 5946  df-oprab 5947  df-mpo 5948  df-pnf 8108  df-mnf 8109  df-ltxr 8111  df-inn 9036  df-2 9094  df-ndx 12777  df-slot 12778  df-base 12780  df-sets 12781  df-iress 12782  df-plusg 12864  df-0g 13032  df-mgm 13130  df-sgrp 13176  df-mnd 13191  df-grp 13277  df-minusg 13278  df-subg 13448
This theorem is referenced by:  issubgrpd2  13468  issubg3  13470  issubg4m  13471  grpissubg  13472  subgintm  13476  nmzsubg  13488  ghmrn  13535  ghmpreima  13544  subrgugrp  13944  lsssubg  14081  lidlsubg  14190  cnsubglem  14283  mplsubgfi  14405
  Copyright terms: Public domain W3C validator