Step | Hyp | Ref
| Expression |
1 | | dfgrp3.b |
. . 3
⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺) |
2 | | dfgrp3.p |
. . 3
⊢ + =
(+g‘𝐺) |
3 | 1, 2 | dfgrp3 17988 |
. 2
⊢ (𝐺 ∈ Grp ↔ (𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) |
4 | | simp2 1117 |
. . . 4
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧
∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → 𝐵 ≠ ∅) |
5 | | sgrpmgm 17760 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐺 ∈ SGrp → 𝐺 ∈ Mgm) |
6 | 5 | adantr 473 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ Mgm) |
7 | 6 | adantr 473 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ Mgm) |
8 | | simpr 477 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵) |
9 | 8 | adantr 473 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵) |
10 | | simpr 477 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → 𝑦 ∈ 𝐵) |
11 | 1, 2 | mgmcl 17716 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐺 ∈ Mgm ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵) |
12 | 7, 9, 10, 11 | syl3anc 1351 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵) |
13 | 12 | adantr 473 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵) |
14 | 1, 2 | sgrpass 17761 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵)) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
15 | 14 | 3anassrs 1340 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
16 | 15 | ralrimiva 3132 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
17 | 16 | adantr 473 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐺 ∈ SGrp ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦)) → ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) |
18 | | simpr 477 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 1108 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 405 |
. . . . . . . 8
⊢ (((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 3127 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 3127 |
. . . . . 6
⊢ (𝐺 ∈ SGrp →
(∀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 ∈ SGrp → (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 1091 |
. . . 4
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 504 |
. . 3
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 4198 |
. . . . . 6
⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔
∃𝑎 𝑎 ∈ 𝐵) |
27 | | 3simpa 1128 |
. . . . . . . . 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 17758 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝑎 ∈ 𝐵 → (𝐺 ∈ SGrp ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) = (𝑥 + (𝑦 + 𝑧))))) |
30 | 28, 29 | syl5ibr 238 |
. . . . . . 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 ∈ SGrp)) |
31 | 30 | exlimiv 1889 |
. . . . . 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 ∈ SGrp)) |
32 | 26, 31 | sylbi 209 |
. . . . 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 ∈ SGrp)) |
33 | 32 | imp 398 |
. . . 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 ∈ SGrp) |
34 | | simpl 475 |
. . . 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 1118 |
. . . . . 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 474 |
. . . 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 1108 |
. . 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 ∈ SGrp ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃𝑙 ∈ 𝐵 (𝑙 + 𝑥) = 𝑦 ∧ ∃𝑟 ∈ 𝐵 (𝑥 + 𝑟) = 𝑦))) |
39 | 25, 38 | impbii 201 |
. 2
⊢ ((𝐺 ∈ SGrp ∧ 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 267 |
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)))) |