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

Theorem issubg4 18243
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 18225 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆𝐵)
3 eqid 2826 . . . . 5 (0g𝐺) = (0g𝐺)
43subg0cl 18232 . . . 4 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
54ne0d 4305 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ≠ ∅)
6 issubg4.p . . . . . 6 = (-g𝐺)
76subgsubcl 18235 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆𝑦𝑆) → (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
873expb 1114 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
98ralrimivva 3196 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
102, 5, 93jca 1122 . 2 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆))
11 simplrl 773 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆𝐵)
12 simplrr 774 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆 ≠ ∅)
13 oveq1 7157 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (0g𝐺) → (𝑥 𝑦) = ((0g𝐺) 𝑦))
1413eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (0g𝐺) → ((𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆))
1514ralbidv 3202 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (0g𝐺) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆))
16 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
17 simprr 769 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → 𝑆 ≠ ∅)
18 r19.2z 4443 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
1917, 18sylan 580 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)
20 oveq2 7158 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 = 𝑥 → (𝑥 𝑦) = (𝑥 𝑥))
2120eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = 𝑥 → ((𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 𝑥) ∈ 𝑆))
2221rspcv 3622 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥𝑆 → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥 𝑥) ∈ 𝑆))
2322adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥 𝑥) ∈ 𝑆))
24 simprl 767 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → 𝑆𝐵)
2524sselda 3971 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝐵)
261, 3, 6grpsubid 18128 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 𝑥) = (0g𝐺))
2726adantlr 711 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 𝑥) = (0g𝐺))
2825, 27syldan 591 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑥 𝑥) = (0g𝐺))
2928eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → ((𝑥 𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (0g𝐺) ∈ 𝑆))
3023, 29sylibd 240 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (0g𝐺) ∈ 𝑆))
3130rexlimdva 3289 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → (∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (0g𝐺) ∈ 𝑆))
3231imp 407 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
3319, 32syldan 591 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
3415, 16, 33rspcdva 3629 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆)
351, 3grpidcl 18076 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐺 ∈ Grp → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
3635ad2antrr 722 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
3724sselda 3971 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦𝐵)
38 eqid 2826 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (+g𝐺) = (+g𝐺)
39 eqid 2826 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (invg𝐺) = (invg𝐺)
401, 38, 39, 6grpsubval 18094 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((0g𝐺) ∈ 𝐵𝑦𝐵) → ((0g𝐺) 𝑦) = ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)))
4136, 37, 40syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((0g𝐺) 𝑦) = ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)))
42 simpll 763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → 𝐺 ∈ Grp)
431, 39grpinvcl 18096 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵)
4442, 37, 43syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵)
451, 38, 3grplid 18078 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵) → ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)) = ((invg𝐺)‘𝑦))
4642, 44, 45syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((0g𝐺)(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑦)) = ((invg𝐺)‘𝑦))
4741, 46eqtrd 2861 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → ((0g𝐺) 𝑦) = ((invg𝐺)‘𝑦))
4847eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ 𝑦𝑆) → (((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
4948ralbidva 3201 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) → (∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
5049adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (∀𝑦𝑆 ((0g𝐺) 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
5134, 50mpbid 233 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆)
52 fveq2 6669 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 = 𝑧 → ((invg𝐺)‘𝑦) = ((invg𝐺)‘𝑧))
5352eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = 𝑧 → (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆))
5453rspccva 3626 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆𝑧𝑆) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆)
5554ad2ant2l 742 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑆)
56 oveq2 7158 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 = ((invg𝐺)‘𝑧) → (𝑥 𝑦) = (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)))
5756eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 = ((invg𝐺)‘𝑧) → ((𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆))
5857rspcv 3622 . . . . . . . . . . . . . . 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 771 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐺 ∈ Grp)
61 simplrl 773 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆𝐵)
6261adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑆𝐵)
63 simprl 767 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥𝑆)
6462, 63sseldd 3972 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥𝐵)
65 simprr 769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝑆)
6662, 65sseldd 3972 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝐵)
671, 38, 6, 39, 60, 64, 66grpsubinv 18117 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) = (𝑥(+g𝐺)𝑧))
6867eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → ((𝑥 ((invg𝐺)‘𝑧)) ∈ 𝑆 ↔ (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
6959, 68sylibd 240 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7069anassrs 468 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ 𝑥𝑆) ∧ 𝑧𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7170ralrimdva 3194 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ∧ 𝑥𝑆) → (∀𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → ∀𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7271ralimdva 3182 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) → (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → ∀𝑥𝑆𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7372impancom 452 . . . . . . . . 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 7157 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥(+g𝐺)𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑧))
7675eleq1d 2902 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7776ralbidv 3202 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (∀𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆))
7877cbvralvw 3455 . . . . . . . 8 (∀𝑥𝑆𝑧𝑆 (𝑥(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
7974, 78sylib 219 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
80 r19.26 3175 . . . . . . 7 (∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆) ↔ (∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
8179, 51, 80sylanbrc 583 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))
8211, 12, 813jca 1122 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅)) ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆)))
8382exp42 436 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆𝐵 → (𝑆 ≠ ∅ → (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆 → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))))))
84833impd 1342 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))))
851, 38, 39issubg2 18239 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆 (∀𝑧𝑆 (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑆))))
8684, 85sylibrd 260 . 2 (𝐺 ∈ Grp → ((𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
8710, 86impbid2 227 1 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝐵𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥 𝑦) ∈ 𝑆)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3021  wral 3143  wrex 3144  wss 3940  c0 4295  cfv 6354  (class class class)co 7150  Basecbs 16478  +gcplusg 16560  0gc0g 16708  Grpcgrp 18048  invgcminusg 18049  -gcsg 18050  SubGrpcsubg 18218
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7574  df-1st 7685  df-2nd 7686  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-er 8284  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-nn 11633  df-2 11694  df-ndx 16481  df-slot 16482  df-base 16484  df-sets 16485  df-ress 16486  df-plusg 16573  df-0g 16710  df-mgm 17847  df-sgrp 17896  df-mnd 17907  df-grp 18051  df-minusg 18052  df-sbg 18053  df-subg 18221
This theorem is referenced by:  dprdsubg  19082  dmatsgrp  21043  scmatsgrp  21063  scmatsgrp1  21066  clssubg  22651  tgpconncomp  22655
  Copyright terms: Public domain W3C validator