Theorem nsgbi 13913

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 13911	. . . 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 6056	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 + 𝑦) = (𝐴 + 𝑦))
6	5	eleq1d 2301	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝑦) ∈ 𝑆))
7		oveq2 6057	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑦 + 𝑥) = (𝑦 + 𝐴))
8	7	eleq1d 2301	. . . . 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 6057	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝐴 + 𝑦) = (𝐴 + 𝐵))
11	10	eleq1d 2301	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝐴 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆))
12		oveq1 6056	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 + 𝐴) = (𝐵 + 𝐴))
13	12	eleq1d 2301	. . . . 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 2933	. . 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 1228	1 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 + 𝐵) ∈ 𝑆 ↔ (𝐵 + 𝐴) ∈ 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1005   = wceq 1398   ∈ wcel 2203  ∀wral 2520  ‘cfv 5351  (class class class)co 6049  Basecbs 13204  +_gcplusg 13282  SubGrpcsubg 13876  NrmSGrpcnsg 13877

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 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-sep 4227  ax-pow 4286  ax-pr 4321  ax-un 4553  ax-cnex 8217  ax-resscn 8218  ax-1re 8220  ax-addrcl 8223

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ral 2525  df-rex 2526  df-rab 2529  df-v 2814  df-sbc 3042  df-csb 3138  df-un 3214  df-in 3216  df-ss 3223  df-pw 3670  df-sn 3694  df-pr 3695  df-op 3697  df-uni 3914  df-int 3949  df-br 4109  df-opab 4171  df-mpt 4172  df-id 4413  df-xp 4754  df-rel 4755  df-cnv 4756  df-co 4757  df-dm 4758  df-rn 4759  df-res 4760  df-ima 4761  df-iota 5311  df-fun 5353  df-fn 5354  df-fv 5359  df-ov 6052  df-inn 9237  df-2 9295  df-ndx 13207  df-slot 13208  df-base 13210  df-plusg 13295  df-subg 13879  df-nsg 13880

This theorem is referenced by:  nsgconj  13915  eqgcpbl  13937