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

Theorem issstrmgm 18679
Description: Characterize a substructure as submagma by closure properties. (Contributed by AV, 30-Aug-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
issstrmgm.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
issstrmgm.p + = (+g𝐺)
issstrmgm.h 𝐻 = (𝐺s 𝑆)
Assertion
Ref Expression
issstrmgm ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → (𝐻 ∈ Mgm ↔ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐻,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑉,𝑦
Allowed substitution hints:   + (𝑥,𝑦)   𝐺(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem issstrmgm
StepHypRef Expression
1 simplr 769 . . . . 5 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → 𝐻 ∈ Mgm)
2 simplr 769 . . . . . . . . . 10 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → 𝑆𝐵)
3 issstrmgm.h . . . . . . . . . . 11 𝐻 = (𝐺s 𝑆)
4 issstrmgm.b . . . . . . . . . . 11 𝐵 = (Base‘𝐺)
53, 4ressbas2 17283 . . . . . . . . . 10 (𝑆𝐵𝑆 = (Base‘𝐻))
62, 5syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → 𝑆 = (Base‘𝐻))
76eleq2d 2825 . . . . . . . 8 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → (𝑥𝑆𝑥 ∈ (Base‘𝐻)))
87biimpcd 249 . . . . . . 7 (𝑥𝑆 → (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐻)))
98adantr 480 . . . . . 6 ((𝑥𝑆𝑦𝑆) → (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐻)))
109impcom 407 . . . . 5 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐻))
116eleq2d 2825 . . . . . . . 8 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → (𝑦𝑆𝑦 ∈ (Base‘𝐻)))
1211biimpcd 249 . . . . . . 7 (𝑦𝑆 → (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐻)))
1312adantl 481 . . . . . 6 ((𝑥𝑆𝑦𝑆) → (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐻)))
1413impcom 407 . . . . 5 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐻))
15 eqid 2735 . . . . . 6 (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
16 eqid 2735 . . . . . 6 (+g𝐻) = (+g𝐻)
1715, 16mgmcl 18669 . . . . 5 ((𝐻 ∈ Mgm ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐻) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐻)) → (𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻))
181, 10, 14, 17syl3anc 1370 . . . 4 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻))
194fvexi 6921 . . . . . . . . 9 𝐵 ∈ V
2019ssex 5327 . . . . . . . 8 (𝑆𝐵𝑆 ∈ V)
2120adantl 481 . . . . . . 7 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → 𝑆 ∈ V)
22 issstrmgm.p . . . . . . . 8 + = (+g𝐺)
233, 22ressplusg 17336 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ V → + = (+g𝐻))
2421, 23syl 17 . . . . . 6 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → + = (+g𝐻))
2524adantr 480 . . . . 5 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → + = (+g𝐻))
2625oveqdr 7459 . . . 4 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥(+g𝐻)𝑦))
276adantr 480 . . . 4 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → 𝑆 = (Base‘𝐻))
2818, 26, 273eltr4d 2854 . . 3 ((((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
2928ralrimivva 3200 . 2 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ 𝐻 ∈ Mgm) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
305adantl 481 . . . . 5 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → 𝑆 = (Base‘𝐻))
3124oveqd 7448 . . . . . . 7 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → (𝑥 + 𝑦) = (𝑥(+g𝐻)𝑦))
3231, 30eleq12d 2833 . . . . . 6 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻)))
3330, 32raleqbidv 3344 . . . . 5 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦 ∈ (Base‘𝐻)(𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻)))
3430, 33raleqbidv 3344 . . . 4 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐻)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐻)(𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻)))
3534biimpa 476 . . 3 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐻)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐻)(𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻))
3615, 16ismgm 18667 . . . 4 (𝐻𝑉 → (𝐻 ∈ Mgm ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐻)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐻)(𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻)))
3736ad2antrr 726 . . 3 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆) → (𝐻 ∈ Mgm ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐻)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐻)(𝑥(+g𝐻)𝑦) ∈ (Base‘𝐻)))
3835, 37mpbird 257 . 2 (((𝐻𝑉𝑆𝐵) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝐻 ∈ Mgm)
3929, 38impbida 801 1 ((𝐻𝑉𝑆𝐵) → (𝐻 ∈ Mgm ↔ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  wral 3059  Vcvv 3478  wss 3963  cfv 6563  (class class class)co 7431  Basecbs 17245  s cress 17274  +gcplusg 17298  Mgmcmgm 18664
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mgm 18666
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator