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

Theorem cntzsgrpcl 19197
Description: Centralizers are closed under the semigroup operation. (Contributed by AV, 17-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
cntzsgrpcl.b ๐ต = (Baseโ€˜๐‘€)
cntzsgrpcl.z ๐‘ = (Cntzโ€˜๐‘€)
cntzsgrpcl.c ๐ถ = (๐‘โ€˜๐‘†)
Assertion
Ref Expression
cntzsgrpcl ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โ†’ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ถ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ถ)
Distinct variable groups:   ๐‘ฆ,๐ต,๐‘ง   ๐‘ฆ,๐ถ,๐‘ง   ๐‘ฆ,๐‘€,๐‘ง   ๐‘ฆ,๐‘†,๐‘ง   ๐‘ฆ,๐‘,๐‘ง

Proof of Theorem cntzsgrpcl
Dummy variable ๐‘ฅ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll 765 . . . 4 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ ๐‘€ โˆˆ Smgrp)
2 cntzsgrpcl.c . . . . . 6 ๐ถ = (๐‘โ€˜๐‘†)
3 cntzsgrpcl.b . . . . . . 7 ๐ต = (Baseโ€˜๐‘€)
4 cntzsgrpcl.z . . . . . . 7 ๐‘ = (Cntzโ€˜๐‘€)
53, 4cntzssv 19191 . . . . . 6 (๐‘โ€˜๐‘†) โŠ† ๐ต
62, 5eqsstri 4016 . . . . 5 ๐ถ โŠ† ๐ต
7 simprl 769 . . . . 5 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ)
86, 7sselid 3980 . . . 4 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต)
9 simprr 771 . . . . 5 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)
106, 9sselid 3980 . . . 4 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต)
11 eqid 2732 . . . . 5 (+gโ€˜๐‘€) = (+gโ€˜๐‘€)
123, 11sgrpcl 18616 . . . 4 ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ต)
131, 8, 10, 12syl3anc 1371 . . 3 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ต)
141adantr 481 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ๐‘€ โˆˆ Smgrp)
158adantr 481 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต)
1610adantr 481 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต)
17 simpr 485 . . . . . . . 8 ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โ†’ ๐‘† โŠ† ๐ต)
1817sselda 3982 . . . . . . 7 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต)
1918adantlr 713 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต)
203, 11sgrpass 18615 . . . . . 6 ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)))
2114, 15, 16, 19, 20syl13anc 1372 . . . . 5 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)))
222eleq2i 2825 . . . . . . . . 9 (๐‘ง โˆˆ ๐ถ โ†” ๐‘ง โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘†))
2311, 4cntzi 19192 . . . . . . . . 9 ((๐‘ง โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘†) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง))
2422, 23sylanb 581 . . . . . . . 8 ((๐‘ง โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง))
259, 24sylan 580 . . . . . . 7 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง))
2625oveq2d 7424 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)) = (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
273, 11sgrpass 18615 . . . . . . 7 ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) = (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
2814, 15, 19, 16, 27syl13anc 1372 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) = (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
292eleq2i 2825 . . . . . . . . 9 (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โ†” ๐‘ฆ โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘†))
3011, 4cntzi 19192 . . . . . . . . 9 ((๐‘ฆ โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘†) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ))
3129, 30sylanb 581 . . . . . . . 8 ((๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ))
327, 31sylan 580 . . . . . . 7 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ))
3332oveq1d 7423 . . . . . 6 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) = ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง))
3426, 28, 333eqtr2d 2778 . . . . 5 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ง(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ)) = ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง))
353, 11sgrpass 18615 . . . . . 6 ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
3614, 19, 15, 16, 35syl13anc 1372 . . . . 5 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ((๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฆ)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
3721, 34, 363eqtrd 2776 . . . 4 ((((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘†) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
3837ralrimiva 3146 . . 3 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))
392eleq2i 2825 . . . . 5 ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ถ โ†” (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘†))
403, 11, 4elcntz 19185 . . . . 5 (๐‘† โŠ† ๐ต โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘†) โ†” ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ต โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))))
4139, 40bitrid 282 . . . 4 (๐‘† โŠ† ๐ต โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ถ โ†” ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ต โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))))
4241ad2antlr 725 . . 3 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ถ โ†” ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ต โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘† ((๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)(+gโ€˜๐‘€)๐‘ฅ) = (๐‘ฅ(+gโ€˜๐‘€)(๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง)))))
4313, 38, 42mpbir2and 711 . 2 (((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โˆง (๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ถ)) โ†’ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ถ)
4443ralrimivva 3200 1 ((๐‘€ โˆˆ Smgrp โˆง ๐‘† โŠ† ๐ต) โ†’ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ถ (๐‘ฆ(+gโ€˜๐‘€)๐‘ง) โˆˆ ๐ถ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061   โŠ† wss 3948  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  Basecbs 17143  +gcplusg 17196  Smgrpcsgrp 18608  Cntzccntz 19178
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
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-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-ov 7411  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-cntz 19180
This theorem is referenced by:  cntzsubrng  46736
  Copyright terms: Public domain W3C validator