Theorem issubg2 18296

Description: Characterize the subgroups of a group by closure properties. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
issubg2.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
issubg2.p	⊢ + = (+g‘𝐺)
issubg2.i	⊢ 𝐼 = (invg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
issubg2	⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥,𝐼,𝑦   𝑥, + ,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem issubg2

Dummy variables 𝑣 𝑢 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		issubg2.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
2	1	subgss 18282	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
3		eqid 2823	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ↾s 𝑆) = (𝐺 ↾s 𝑆)
4	3	subgbas 18285	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 = (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)))
5	3	subggrp 18284	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp)
6		eqid 2823	. . . . . 6 ⊢ (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)) = (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆))
7	6	grpbn0 18134	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp → (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)) ≠ ∅)
8	5, 7	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)) ≠ ∅)
9	4, 8	eqnetrd 3085	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ≠ ∅)
10		issubg2.p	. . . . . . . 8 ⊢ + = (+g‘𝐺)
11	10	subgcl 18291	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
12	11	3expa 1114	. . . . . 6 ⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
13	12	ralrimiva 3184	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
14		issubg2.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (invg‘𝐺)
15	14	subginvcl 18290	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)
16	13, 15	jca 514	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))
17	16	ralrimiva 3184	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))
18	2, 9, 17	3jca 1124	. 2 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)))
19		simpl 485	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝐺 ∈ Grp)
20		simpr1 1190	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
21	3, 1	ressbas2 16557	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ⊆ 𝐵 → 𝑆 = (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)))
22	20, 21	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 = (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)))
23		fvex 6685	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)) ∈ V
24	22, 23	eqeltrdi 2923	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ∈ V)
25	3, 10	ressplusg 16614	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ∈ V → + = (+g‘(𝐺 ↾s 𝑆)))
26	24, 25	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → + = (+g‘(𝐺 ↾s 𝑆)))
27		simpr3 1192	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))
28		simpl 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
29	28	ralimi 3162	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
30	27, 29	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
31		oveq1 7165	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑢 + 𝑦))
32	31	eleq1d 2899	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 + 𝑦) ∈ 𝑆))
33		oveq2 7166	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑣 → (𝑢 + 𝑦) = (𝑢 + 𝑣))
34	33	eleq1d 2899	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑣 → ((𝑢 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
35	32, 34	rspc2v 3635	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑢 ∈ 𝑆 ∧ 𝑣 ∈ 𝑆) → (∀𝑥 ∈ 𝑆 ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
36	30, 35	syl5com 31	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ((𝑢 ∈ 𝑆 ∧ 𝑣 ∈ 𝑆) → (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
37	36	3impib 1112	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆 ∧ 𝑣 ∈ 𝑆) → (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆)
38	20	sseld 3968	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑢 ∈ 𝑆 → 𝑢 ∈ 𝐵))
39	20	sseld 3968	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑣 ∈ 𝑆 → 𝑣 ∈ 𝐵))
40	20	sseld 3968	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑤 ∈ 𝑆 → 𝑤 ∈ 𝐵))
41	38, 39, 40	3anim123d 1439	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ((𝑢 ∈ 𝑆 ∧ 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆) → (𝑢 ∈ 𝐵 ∧ 𝑣 ∈ 𝐵 ∧ 𝑤 ∈ 𝐵)))
42	41	imp 409	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ (𝑢 ∈ 𝑆 ∧ 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆)) → (𝑢 ∈ 𝐵 ∧ 𝑣 ∈ 𝐵 ∧ 𝑤 ∈ 𝐵))
43	1, 10	grpass 18114	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑢 ∈ 𝐵 ∧ 𝑣 ∈ 𝐵 ∧ 𝑤 ∈ 𝐵)) → ((𝑢 + 𝑣) + 𝑤) = (𝑢 + (𝑣 + 𝑤)))
44	43	adantlr 713	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ (𝑢 ∈ 𝐵 ∧ 𝑣 ∈ 𝐵 ∧ 𝑤 ∈ 𝐵)) → ((𝑢 + 𝑣) + 𝑤) = (𝑢 + (𝑣 + 𝑤)))
45	42, 44	syldan 593	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ (𝑢 ∈ 𝑆 ∧ 𝑣 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆)) → ((𝑢 + 𝑣) + 𝑤) = (𝑢 + (𝑣 + 𝑤)))
46		simpr2 1191	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ≠ ∅)
47		n0 4312	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ≠ ∅ ↔ ∃𝑢 𝑢 ∈ 𝑆)
48	46, 47	sylib 220	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ∃𝑢 𝑢 ∈ 𝑆)
49	20	sselda 3969	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → 𝑢 ∈ 𝐵)
50		eqid 2823	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
51	1, 10, 50, 14	grplinv 18154	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑢 ∈ 𝐵) → ((𝐼‘𝑢) + 𝑢) = (0g‘𝐺))
52	51	adantlr 713	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝐵) → ((𝐼‘𝑢) + 𝑢) = (0g‘𝐺))
53	49, 52	syldan 593	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → ((𝐼‘𝑢) + 𝑢) = (0g‘𝐺))
54		simpr 487	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)
55	54	ralimi 3162	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)
56	27, 55	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)
57		fveq2 6672	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → (𝐼‘𝑥) = (𝐼‘𝑢))
58	57	eleq1d 2899	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → ((𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆))
59	58	rspccva 3624	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑆 (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆)
60	56, 59	sylan 582	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆)
61		simpr 487	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → 𝑢 ∈ 𝑆)
62	30	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
63		ovrspc2v 7184	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆) → ((𝐼‘𝑢) + 𝑢) ∈ 𝑆)
64	60, 61, 62, 63	syl21anc 835	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → ((𝐼‘𝑢) + 𝑢) ∈ 𝑆)
65	53, 64	eqeltrrd 2916	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → (0g‘𝐺) ∈ 𝑆)
66	48, 65	exlimddv 1936	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (0g‘𝐺) ∈ 𝑆)
67	1, 10, 50	grplid 18135	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑢 ∈ 𝐵) → ((0g‘𝐺) + 𝑢) = 𝑢)
68	67	adantlr 713	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝐵) → ((0g‘𝐺) + 𝑢) = 𝑢)
69	49, 68	syldan 593	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → ((0g‘𝐺) + 𝑢) = 𝑢)
70	22, 26, 37, 45, 66, 69, 60, 53	isgrpd 18127	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp)
71	1	issubg 18281	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ (𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp))
72	19, 20, 70, 71	syl3anbrc 1339	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
73	72	ex 415	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
74	18, 73	impbid2 228	1 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1537  ∃wex 1780   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3018  ∀wral 3140  Vcvv 3496   ⊆ wss 3938  ∅c0 4293  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  Basecbs 16485   ↾_s cress 16486  +_gcplusg 16567  0_gc0g 16715  Grpcgrp 18105  inv_gcminusg 18106  SubGrpcsubg 18275

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-nn 11641  df-2 11703  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-0g 16717  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-grp 18108  df-minusg 18109  df-subg 18278

This theorem is referenced by:  issubgrpd2  18297  issubg3  18299  issubg4  18300  grpissubg  18301  subgint  18305  0subg  18306  nmzsubg  18319  cycsubgcl  18351  ghmrn  18373  ghmpreima  18382  gastacl  18441  torsubg  18976  oddvdssubg  18977  subrgugrp  19556  cntzsubr  19570  lsssubg  19731  lidlsubg  19990  mplsubglem  20216  mplind  20284  mhpsubg  20342  cnsubglem  20596  cnmsubglem  20610  cpmatsubgpmat  21330