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

Theorem isgrpoi 30897
Description: Properties that determine a group operation. Read 𝑁 as 𝑁(𝑥). (Contributed by NM, 4-Nov-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
isgrpoi.1 𝑋 ∈ V
isgrpoi.2 𝐺:(𝑋 × 𝑋)⟶𝑋
isgrpoi.3 ((𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋) → ((𝑥𝐺𝑦)𝐺𝑧) = (𝑥𝐺(𝑦𝐺𝑧)))
isgrpoi.4 𝑈𝑋
isgrpoi.5 (𝑥𝑋 → (𝑈𝐺𝑥) = 𝑥)
isgrpoi.6 (𝑥𝑋𝑁𝑋)
isgrpoi.7 (𝑥𝑋 → (𝑁𝐺𝑥) = 𝑈)
Assertion
Ref Expression
isgrpoi 𝐺 ∈ GrpOp
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐺   𝑥,𝑈,𝑦,𝑧   𝑥,𝑋,𝑦,𝑧   𝑦,𝑁
Allowed substitution hints:   𝑁(𝑥, 𝑧)

Proof of Theorem isgrpoi
Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isgrpoi.2 . 2 𝐺:(𝑋 × 𝑋)⟶𝑋
2 isgrpoi.3 . . 3 ((𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋) → ((𝑥𝐺𝑦)𝐺𝑧) = (𝑥𝐺(𝑦𝐺𝑧)))
32rgen3 3212 . 2 𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋 ((𝑥𝐺𝑦)𝐺𝑧) = (𝑥𝐺(𝑦𝐺𝑧))
4 isgrpoi.4 . . 3 𝑈𝑋
5 isgrpoi.5 . . . . 5 (𝑥𝑋 → (𝑈𝐺𝑥) = 𝑥)
6 isgrpoi.6 . . . . . 6 (𝑥𝑋𝑁𝑋)
7 isgrpoi.7 . . . . . 6 (𝑥𝑋 → (𝑁𝐺𝑥) = 𝑈)
8 oveq1 7423 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑁 → (𝑦𝐺𝑥) = (𝑁𝐺𝑥))
98eqeq1d 2767 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑁 → ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑈 ↔ (𝑁𝐺𝑥) = 𝑈))
109rspcev 3583 . . . . . 6 ((𝑁𝑋 ∧ (𝑁𝐺𝑥) = 𝑈) → ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈)
116, 7, 10syl2anc 596 . . . . 5 (𝑥𝑋 → ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈)
125, 11jca 521 . . . 4 (𝑥𝑋 → ((𝑈𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈))
1312rgen 3083 . . 3 𝑥𝑋 ((𝑈𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈)
14 oveq1 7423 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝑈 → (𝑢𝐺𝑥) = (𝑈𝐺𝑥))
1514eqeq1d 2767 . . . . . 6 (𝑢 = 𝑈 → ((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ↔ (𝑈𝐺𝑥) = 𝑥))
16 eqeq2 2777 . . . . . . 7 (𝑢 = 𝑈 → ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ↔ (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈))
1716rexbidv 3191 . . . . . 6 (𝑢 = 𝑈 → (∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ↔ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈))
1815, 17anbi12d 644 . . . . 5 (𝑢 = 𝑈 → (((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢) ↔ ((𝑈𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈)))
1918ralbidv 3190 . . . 4 (𝑢 = 𝑈 → (∀𝑥𝑋 ((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢) ↔ ∀𝑥𝑋 ((𝑈𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈)))
2019rspcev 3583 . . 3 ((𝑈𝑋 ∧ ∀𝑥𝑋 ((𝑈𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑈)) → ∃𝑢𝑋𝑥𝑋 ((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢))
214, 13, 20mp2an 705 . 2 𝑢𝑋𝑥𝑋 ((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢)
22 isgrpoi.1 . . . . 5 𝑋 ∈ V
2322, 22xpex 7754 . . . 4 (𝑋 × 𝑋) ∈ V
24 fex 7228 . . . 4 ((𝐺:(𝑋 × 𝑋)⟶𝑋 ∧ (𝑋 × 𝑋) ∈ V) → 𝐺 ∈ V)
251, 23, 24mp2an 705 . . 3 𝐺 ∈ V
265eqcomd 2771 . . . . . . . . 9 (𝑥𝑋𝑥 = (𝑈𝐺𝑥))
27 rspceov 7465 . . . . . . . . . 10 ((𝑈𝑋𝑥𝑋𝑥 = (𝑈𝐺𝑥)) → ∃𝑦𝑋𝑧𝑋 𝑥 = (𝑦𝐺𝑧))
284, 27mp3an1 1477 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝑋𝑥 = (𝑈𝐺𝑥)) → ∃𝑦𝑋𝑧𝑋 𝑥 = (𝑦𝐺𝑧))
2926, 28mpdan 700 . . . . . . . 8 (𝑥𝑋 → ∃𝑦𝑋𝑧𝑋 𝑥 = (𝑦𝐺𝑧))
3029rgen 3083 . . . . . . 7 𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋 𝑥 = (𝑦𝐺𝑧)
31 foov 7590 . . . . . . 7 (𝐺:(𝑋 × 𝑋)–onto𝑋 ↔ (𝐺:(𝑋 × 𝑋)⟶𝑋 ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋 𝑥 = (𝑦𝐺𝑧)))
321, 30, 31mpbir2an 724 . . . . . 6 𝐺:(𝑋 × 𝑋)–onto𝑋
33 forn 6799 . . . . . 6 (𝐺:(𝑋 × 𝑋)–onto𝑋 → ran 𝐺 = 𝑋)
3432, 33ax-mp 5 . . . . 5 ran 𝐺 = 𝑋
3534eqcomi 2774 . . . 4 𝑋 = ran 𝐺
3635isgrpo 30896 . . 3 (𝐺 ∈ V → (𝐺 ∈ GrpOp ↔ (𝐺:(𝑋 × 𝑋)⟶𝑋 ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋 ((𝑥𝐺𝑦)𝐺𝑧) = (𝑥𝐺(𝑦𝐺𝑧)) ∧ ∃𝑢𝑋𝑥𝑋 ((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢))))
3725, 36ax-mp 5 . 2 (𝐺 ∈ GrpOp ↔ (𝐺:(𝑋 × 𝑋)⟶𝑋 ∧ ∀𝑥𝑋𝑦𝑋𝑧𝑋 ((𝑥𝐺𝑦)𝐺𝑧) = (𝑥𝐺(𝑦𝐺𝑧)) ∧ ∃𝑢𝑋𝑥𝑋 ((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ ∃𝑦𝑋 (𝑦𝐺𝑥) = 𝑢)))
381, 3, 21, 37mpbir3an 1360 1 𝐺 ∈ GrpOp
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2146  wral 3081  wrex 3091  Vcvv 3457   × cxp 5661  ran crn 5664  wf 6536  ontowfo 6538  (class class class)co 7416  GrpOpcgr 30888
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7738
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7419  df-grpo 30892
This theorem is used by:  cnaddabloOLD  30980  hilablo  31559  hhssabloilem  31660  grposnOLD  38566
  Copyright terms: Public domain W3C validator