Theorem nsgbi 13749

Description: Defining property of a normal subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jan-2015.)

Hypotheses

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

Assertion

Ref	Expression
nsgbi	⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆))

Proof of Theorem nsgbi

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isnsg.1	. . . . 5 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
2		isnsg.2	. . . . 5 ⊢ + = (+g‘𝐺)
3	1, 2	isnsg 13747	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆)))
4	3	simprbi 275	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆))
5		oveq1 6014	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 + 𝑦) = (𝐴 + 𝑦))
6	5	eleq1d 2298	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝑦) ∈ 𝑆))
7		oveq2 6015	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑦 + 𝑥) = (𝑦 + 𝐴))
8	7	eleq1d 2298	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝐴) ∈ 𝑆))
9	6, 8	bibi12d 235	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) ↔ ((𝐴 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
10		oveq2 6015	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝐴 + 𝑦) = (𝐴 + 𝐵))
11	10	eleq1d 2298	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝐴 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆))
12		oveq1 6014	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 + 𝐴) = (𝐵 + 𝐴))
13	12	eleq1d 2298	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑦 + 𝐴) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆))
14	11, 13	bibi12d 235	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (((𝐴 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝐴) ∈ 𝑆) ↔ ((𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
15	9, 14	rspc2v 2920	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∀𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦 + 𝑥) ∈ 𝑆) → ((𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
16	4, 15	syl5com 29	. 2 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆)))
17	16	3impib 1225	1 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1002   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  ‘cfv 5318  (class class class)co 6007  Basecbs 13040  +_gcplusg 13118  SubGrpcsubg 13712  NrmSGrpcnsg 13713

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 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4202  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-cnex 8098  ax-resscn 8099  ax-1re 8101  ax-addrcl 8104

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ral 2513  df-rex 2514  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-id 4384  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-fv 5326  df-ov 6010  df-inn 9119  df-2 9177  df-ndx 13043  df-slot 13044  df-base 13046  df-plusg 13131  df-subg 13715  df-nsg 13716

This theorem is referenced by:  nsgconj  13751  eqgcpbl  13773