MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  issubg4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem issubg4 17880
Description: A subgroup is a nonempty subset of the group closed under subtraction. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
issubg4.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
issubg4.p = (-g𝐺)
Assertion
Ref Expression
issubg4 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐵   𝑥,𝐺,𝑦   𝑥, ,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦

Proof of Theorem issubg4
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 issubg4.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝐺)
21subgss 17862 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆𝐵)
3 eqid 2765 . . . . 5 (0g𝐺) = (0g𝐺)
43subg0cl 17869 . . . 4 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
54ne0d 4088 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ≠ ∅)
6 issubg4.p . . . . . 6 = (-g𝐺)
76subgsubcl 17872 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆𝑦𝑆) → (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
873expb 1149 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
98ralrimivva 3118 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
102, 5, 93jca 1158 . 2 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆))
11 simplrl 795 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆𝐵)
12 simplrr 796 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆 ≠ ∅)
13 oveq1 6851 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (0g𝐺) → (𝑥 𝑦) = ((0g𝐺) 𝑦))
1413eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (0g𝐺) → ((𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆))
1514ralbidv 3133 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (0g𝐺) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆))
16 simpr 477 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
17 simprr 789 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → 𝑆 ≠ ∅)
18 r19.2z 4221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
1917, 18sylan 575 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
20 oveq2 6852 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 = 𝑥 → (𝑥 𝑦) = (𝑥 𝑥))
2120eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = 𝑥 → ((𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 𝑥) ∈ 𝑆))
2221rspcv 3458 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥𝑆 → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥 𝑥) ∈ 𝑆))
2322adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥 𝑥) ∈ 𝑆))
24 simprl 787 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → 𝑆𝐵)
2524sselda 3763 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝐵)
261, 3, 6grpsubid 17769 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 𝑥) = (0g𝐺))
2726adantlr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 𝑥) = (0g𝐺))
2825, 27syldan 585 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑥 𝑥) = (0g𝐺))
2928eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → ((𝑥 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (0g𝐺) ∈ 𝑆))
3023, 29sylibd 230 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (0g𝐺) ∈ 𝑆))
3130rexlimdva 3178 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → (∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (0g𝐺) ∈ 𝑆))
3231imp 395 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
3319, 32syldan 585 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
3415, 16, 33rspcdva 3468 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆)
351, 3grpidcl 17720 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐺 ∈ Grp → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
3635ad2antrr 717 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
3724sselda 3763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦𝐵)
38 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (+g𝐺) = (+g𝐺)
39 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (invg𝐺) = (invg𝐺)
401, 38, 39, 6grpsubval 17735 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((0g𝐺) ∈ 𝐵𝑦𝐵) → ((0g𝐺) 𝑦) = ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)))
4136, 37, 40syl2anc 579 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((0g𝐺) 𝑦) = ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)))
42 simpll 783 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → 𝐺 ∈ Grp)
431, 39grpinvcl 17737 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵)
4442, 37, 43syl2anc 579 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵)
451, 38, 3grplid 17722 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵) → ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)) = ((invg𝐺)‘𝑦))
4642, 44, 45syl2anc 579 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)) = ((invg𝐺)‘𝑦))
4741, 46eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((0g𝐺) 𝑦) = ((invg𝐺)‘𝑦))
4847eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → (((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
4948ralbidva 3132 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → (∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
5049adantr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
5134, 50mpbid 223 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆)
52 fveq2 6377 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 = 𝑧 → ((invg𝐺)‘𝑦) = ((invg𝐺)‘𝑧))
5352eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = 𝑧 → (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆))
5453rspccva 3461 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆𝑧𝑆) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆)
5554ad2ant2l 752 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆)
56 oveq2 6852 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = ((invg𝐺)‘𝑧) → (𝑥 𝑦) = (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)))
5756eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = ((invg𝐺)‘𝑧) → ((𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆))
5857rspcv 3458 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆 → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆))
5955, 58syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆))
60 simplll 791 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐺 ∈ Grp)
61 simplrl 795 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆𝐵)
6261adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑆𝐵)
63 simprl 787 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥𝑆)
6462, 63sseldd 3764 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥𝐵)
65 simprr 789 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝑆)
6662, 65sseldd 3764 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝐵)
671, 38, 6, 39, 60, 64, 66grpsubinv 17758 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) = (𝑥(+g𝐺)𝑧))
6867eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → ((𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
6959, 68sylibd 230 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7069anassrs 459 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑧𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7170ralrimdva 3116 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → ∀𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7271ralimdva 3109 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) → (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → ∀𝑥𝑆𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7372impancom 443 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆 → ∀𝑥𝑆𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7451, 73mpd 15 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑥𝑆𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
75 oveq1 6851 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥(+g𝐺)𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑧))
7675eleq1d 2829 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7776ralbidv 3133 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (∀𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7877cbvralv 3319 . . . . . . . 8 (∀𝑥𝑆𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
7974, 78sylib 209 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
80 r19.26 3211 . . . . . . 7 (∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ↔ (∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
8179, 51, 80sylanbrc 578 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
8211, 12, 813jca 1158 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆)))
8382exp42 426 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆𝐵 → (𝑆 ≠ ∅ → (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))))))
84833impd 1457 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))))
851, 38, 39issubg2 17876 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))))
8684, 85sylibrd 250 . 2 (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
8710, 86impbid2 217 1 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  wrex 3056  wss 3734  c0 4081  cfv 6070  (class class class)co 6844  Basecbs 16133  +gcplusg 16217  0gc0g 16369  Grpcgrp 17692  invgcminusg 17693  -gcsg 17694  SubGrpcsubg 17855
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7149  ax-cnex 10247  ax-resscn 10248  ax-1cn 10249  ax-icn 10250  ax-addcl 10251  ax-addrcl 10252  ax-mulcl 10253  ax-mulrcl 10254  ax-mulcom 10255  ax-addass 10256  ax-mulass 10257  ax-distr 10258  ax-i2m1 10259  ax-1ne0 10260  ax-1rid 10261  ax-rnegex 10262  ax-rrecex 10263  ax-cnre 10264  ax-pre-lttri 10265  ax-pre-lttrn 10266  ax-pre-ltadd 10267  ax-pre-mulgt0 10268
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-riota 6805  df-ov 6847  df-oprab 6848  df-mpt2 6849  df-om 7266  df-1st 7368  df-2nd 7369  df-wrecs 7612  df-recs 7674  df-rdg 7712  df-er 7949  df-en 8163  df-dom 8164  df-sdom 8165  df-pnf 10332  df-mnf 10333  df-xr 10334  df-ltxr 10335  df-le 10336  df-sub 10524  df-neg 10525  df-nn 11277  df-2 11337  df-ndx 16136  df-slot 16137  df-base 16139  df-sets 16140  df-ress 16141  df-plusg 16230  df-0g 16371  df-mgm 17511  df-sgrp 17553  df-mnd 17564  df-grp 17695  df-minusg 17696  df-sbg 17697  df-subg 17858
This theorem is referenced by:  dprdsubg  18693  dmatsgrp  20585  scmatsgrp  20605  scmatsgrp1  20608  clssubg  22194  tgpconncomp  22198
  Copyright terms: Public domain W3C validator