MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cntrsubgnsg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cntrsubgnsg 19209
Description: A central subgroup is normal. (Contributed by Stefan O'Rear, 6-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
cntrnsg.z ๐‘ = (Cntrโ€˜๐‘€)
Assertion
Ref Expression
cntrsubgnsg ((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ (NrmSGrpโ€˜๐‘€))

Proof of Theorem cntrsubgnsg
Dummy variables ๐‘ฅ ๐‘ฆ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 483 . 2 ((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€))
2 simplr 767 . . . . . . . . 9 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘‹ โŠ† ๐‘)
3 simprr 771 . . . . . . . . 9 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)
42, 3sseldd 3983 . . . . . . . 8 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)
5 eqid 2732 . . . . . . . . . 10 (Baseโ€˜๐‘€) = (Baseโ€˜๐‘€)
6 eqid 2732 . . . . . . . . . 10 (Cntzโ€˜๐‘€) = (Cntzโ€˜๐‘€)
75, 6cntrval 19185 . . . . . . . . 9 ((Cntzโ€˜๐‘€)โ€˜(Baseโ€˜๐‘€)) = (Cntrโ€˜๐‘€)
8 cntrnsg.z . . . . . . . . 9 ๐‘ = (Cntrโ€˜๐‘€)
97, 8eqtr4i 2763 . . . . . . . 8 ((Cntzโ€˜๐‘€)โ€˜(Baseโ€˜๐‘€)) = ๐‘
104, 9eleqtrrdi 2844 . . . . . . 7 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ((Cntzโ€˜๐‘€)โ€˜(Baseโ€˜๐‘€)))
11 simprl 769 . . . . . . 7 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€))
12 eqid 2732 . . . . . . . 8 (+gโ€˜๐‘€) = (+gโ€˜๐‘€)
1312, 6cntzi 19195 . . . . . . 7 ((๐‘ฆ โˆˆ ((Cntzโ€˜๐‘€)โ€˜(Baseโ€˜๐‘€)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€)) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ))
1410, 11, 13syl2anc 584 . . . . . 6 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ))
1514oveq1d 7426 . . . . 5 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ))
16 subgrcl 19013 . . . . . . 7 (๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โ†’ ๐‘€ โˆˆ Grp)
1716ad2antrr 724 . . . . . 6 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘€ โˆˆ Grp)
185subgss 19009 . . . . . . . 8 (๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โ†’ ๐‘‹ โŠ† (Baseโ€˜๐‘€))
1918ad2antrr 724 . . . . . . 7 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘‹ โŠ† (Baseโ€˜๐‘€))
2019, 3sseldd 3983 . . . . . 6 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€))
21 eqid 2732 . . . . . . 7 (-gโ€˜๐‘€) = (-gโ€˜๐‘€)
225, 12, 21grppncan 18916 . . . . . 6 ((๐‘€ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฆ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€)) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = ๐‘ฆ)
2317, 20, 11, 22syl3anc 1371 . . . . 5 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = ๐‘ฆ)
2415, 23eqtr3d 2774 . . . 4 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = ๐‘ฆ)
2524, 3eqeltrd 2833 . . 3 (((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) โˆˆ ๐‘‹)
2625ralrimivva 3200 . 2 ((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€)โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) โˆˆ ๐‘‹)
275, 12, 21isnsg3 19042 . 2 (๐‘‹ โˆˆ (NrmSGrpโ€˜๐‘€) โ†” (๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘€)โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(-gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) โˆˆ ๐‘‹))
281, 26, 27sylanbrc 583 1 ((๐‘‹ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐‘€) โˆง ๐‘‹ โŠ† ๐‘) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ (NrmSGrpโ€˜๐‘€))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061   โŠ† wss 3948  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  Basecbs 17146  +gcplusg 17199  Grpcgrp 18821  -gcsg 18823  SubGrpcsubg 19002  NrmSGrpcnsg 19003  Cntzccntz 19181  Cntrccntr 19182
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-0g 17389  df-mgm 18563  df-sgrp 18612  df-mnd 18628  df-grp 18824  df-minusg 18825  df-sbg 18826  df-subg 19005  df-nsg 19006  df-cntz 19183  df-cntr 19184
This theorem is referenced by:  cntrnsg  19210
  Copyright terms: Public domain W3C validator