| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | dfgrp3.b |
. . 3
⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺) |
| 2 | | dfgrp3.p |
. . 3
⊢ + =
(+g‘𝐺) |
| 3 | 1, 2 | dfgrp3 19027 |
. 2
⊢ (𝐺 ∈ Grp ↔ (𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) |
| 4 | | simp2 1137 |
. . . 4
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → 𝐵 ≠ ∅) |
| 5 | | sgrpmgm 18707 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐺 ∈ Smgrp → 𝐺 ∈ Mgm) |
| 6 | 5 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ Mgm) |
| 7 | 6 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ Mgm) |
| 8 | | simpr 484 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵) |
| 9 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵) |
| 10 | | simpr 484 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑦 ∈ 𝐵) |
| 11 | 1, 2 | mgmcl 18626 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐺 ∈ Mgm ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵) |
| 12 | 7, 9, 10, 11 | syl3anc 1373 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵) |
| 13 | 12 | adantr 480 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵) |
| 14 | 1, 2 | sgrpass 18708 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵)) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
| 15 | 14 | 3anassrs 1361 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
| 16 | 15 | ralrimiva 3133 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
| 17 | 16 | adantr 480 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
| 18 | | simpr 484 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) |
| 19 | 13, 17, 18 | 3jca 1128 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) |
| 20 | 19 | ex 412 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦) → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)))) |
| 21 | 20 | ralimdva 3153 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦) → ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)))) |
| 22 | 21 | ralimdva 3153 |
. . . . . 6
⊢ (𝐺 ∈ Smgrp →
(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)))) |
| 23 | 22 | a1d 25 |
. . . . 5
⊢ (𝐺 ∈ Smgrp → (𝐵 ≠ ∅ →
(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))))) |
| 24 | 23 | 3imp 1110 |
. . . 4
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) |
| 25 | 4, 24 | jca 511 |
. . 3
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → (𝐵 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)))) |
| 26 | | n0 4333 |
. . . . . 6
⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔
∃𝑎 𝑎 ∈ 𝐵) |
| 27 | | 3simpa 1148 |
. . . . . . . . 9
⊢ (((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))) |
| 28 | 27 | 2ralimi 3111 |
. . . . . . . 8
⊢
(∀𝑥 ∈
𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))) |
| 29 | 1, 2 | issgrpn0 18705 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑎 ∈ 𝐵 → (𝐺 ∈ Smgrp ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))))) |
| 30 | 28, 29 | imbitrrid 246 |
. . . . . . 7
⊢ (𝑎 ∈ 𝐵 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → 𝐺 ∈ Smgrp)) |
| 31 | 30 | exlimiv 1930 |
. . . . . 6
⊢
(∃𝑎 𝑎 ∈ 𝐵 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → 𝐺 ∈ Smgrp)) |
| 32 | 26, 31 | sylbi 217 |
. . . . 5
⊢ (𝐵 ≠ ∅ →
(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → 𝐺 ∈ Smgrp)) |
| 33 | 32 | imp 406 |
. . . 4
⊢ ((𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) → 𝐺 ∈ Smgrp) |
| 34 | | simpl 482 |
. . . 4
⊢ ((𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) → 𝐵 ≠ ∅) |
| 35 | | simp3 1138 |
. . . . . 6
⊢ (((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) |
| 36 | 35 | 2ralimi 3111 |
. . . . 5
⊢
(∀𝑥 ∈
𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) |
| 37 | 36 | adantl 481 |
. . . 4
⊢ ((𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) |
| 38 | 33, 34, 37 | 3jca 1128 |
. . 3
⊢ ((𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) → (𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) |
| 39 | 25, 38 | impbii 209 |
. 2
⊢ ((𝐺 ∈ Smgrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) ↔ (𝐵 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)))) |
| 40 | 3, 39 | bitri 275 |
1
⊢ (𝐺 ∈ Grp ↔ (𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)))) |