Theorem issubg2 19015

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 19001	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
3		eqid 2732	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ↾s 𝑆) = (𝐺 ↾s 𝑆)
4	3	subgbas 19004	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 = (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)))
5	3	subggrp 19003	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp)
6		eqid 2732	. . . . . 6 ⊢ (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)) = (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆))
7	6	grpbn0 18847	. . . . 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 3008	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ≠ ∅)
10		issubg2.p	. . . . . . . 8 ⊢ + = (+g‘𝐺)
11	10	subgcl 19010	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
12	11	3expa 1118	. . . . . 6 ⊢ (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
13	12	ralrimiva 3146	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
14		issubg2.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (invg‘𝐺)
15	14	subginvcl 19009	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)
16	13, 15	jca 512	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑆) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))
17	16	ralrimiva 3146	. . 3 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))
18	2, 9, 17	3jca 1128	. 2 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)))
19		simpl 483	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝐺 ∈ Grp)
20		simpr1 1194	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
21	3, 1	ressbas2 17178	. . . . . 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 6901	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘(𝐺 ↾s 𝑆)) ∈ V
24	22, 23	eqeltrdi 2841	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ∈ V)
25	3, 10	ressplusg 17231	. . . . . 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 1196	. . . . . . . 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 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
29	28	ralimi 3083	. . . . . . . 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 7412	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑢 + 𝑦))
32	31	eleq1d 2818	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 + 𝑦) ∈ 𝑆))
33		oveq2 7413	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑣 → (𝑢 + 𝑦) = (𝑢 + 𝑣))
34	33	eleq1d 2818	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑣 → ((𝑢 + 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑢 + 𝑣) ∈ 𝑆))
35	32, 34	rspc2v 3621	. . . . . . 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 1116	. . . . 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 3980	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑢 ∈ 𝑆 → 𝑢 ∈ 𝐵))
39	20	sseld 3980	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝑣 ∈ 𝑆 → 𝑣 ∈ 𝐵))
40	20	sseld 3980	. . . . . . . 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 1443	. . . . . . 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 407	. . . . . 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 18824	. . . . . . 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 591	. . . . 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 1195	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ≠ ∅)
47		n0 4345	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ≠ ∅ ↔ ∃𝑢 𝑢 ∈ 𝑆)
48	46, 47	sylib 217	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → ∃𝑢 𝑢 ∈ 𝑆)
49	20	sselda 3981	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → 𝑢 ∈ 𝐵)
50		eqid 2732	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
51	1, 10, 50, 14	grplinv 18870	. . . . . . . . 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 591	. . . . . . 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 485	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)
55	54	ralimi 3083	. . . . . . . . . 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 6888	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → (𝐼‘𝑥) = (𝐼‘𝑢))
58	57	eleq1d 2818	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑢 → ((𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆))
59	58	rspccva 3611	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝑆 (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆)
60	56, 59	sylan 580	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → (𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆)
61		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) → 𝑢 ∈ 𝑆)
62	30	adantr 481	. . . . . . . 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 7431	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐼‘𝑢) ∈ 𝑆 ∧ 𝑢 ∈ 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆) → ((𝐼‘𝑢) + 𝑢) ∈ 𝑆)
64	60, 61, 62, 63	syl21anc 836	. . . . . . 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 2834	. . . . . 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 1938	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (0g‘𝐺) ∈ 𝑆)
67	1, 10, 50	grplid 18848	. . . . . . 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 591	. . . . 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 18840	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → (𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp)
71	1	issubg 19000	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ (𝐺 ↾s 𝑆) ∈ Grp))
72	19, 20, 70, 71	syl3anbrc 1343	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
73	72	ex 413	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
74	18, 73	impbid2 225	1 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑆 (∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆 ∧ (𝐼‘𝑥) ∈ 𝑆))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541  ∃wex 1781   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940  ∀wral 3061  Vcvv 3474   ⊆ wss 3947  ∅c0 4321  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  Basecbs 17140   ↾_s cress 17169  +_gcplusg 17193  0_gc0g 17381  Grpcgrp 18815  inv_gcminusg 18816  SubGrpcsubg 18994

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-0g 17383  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-subg 18997

This theorem is referenced by:  issubgrpd2  19016  issubg3  19018  issubg4  19019  grpissubg  19020  subgint  19024  0subgOLD  19026  nmzsubg  19039  cycsubgcl  19077  ghmrn  19099  ghmpreima  19108  gastacl  19167  torsubg  19716  oddvdssubg  19717  subrgugrp  20374  cntzsubr  20390  lsssubg  20560  lidlsubg  20830  cnsubglem  20986  cnmsubglem  21000  mplsubglem  21549  mplind  21622  mhpsubg  21687  cpmatsubgpmat  22213  nsgqusf1olem1  32512  cntzsubrng  46730