Theorem nsgconj 19199

Description: The conjugation of an element of a normal subgroup is in the subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
isnsg3.1	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
isnsg3.2	⊢ + = (+g‘𝐺)
isnsg3.3	⊢ − = (-g‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
nsgconj	⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝐴) ∈ 𝑆)

Proof of Theorem nsgconj

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nsgsubg 19198	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2	1	3ad2ant1 1133	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
3		subgrcl 19171	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
4	2, 3	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝐺 ∈ Grp)
5		simp2 1137	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝐴 ∈ 𝑋)
6		isnsg3.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
7	6	subgss 19167	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ⊆ 𝑋)
8	2, 7	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝑆 ⊆ 𝑋)
9		simp3 1138	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝐵 ∈ 𝑆)
10	8, 9	sseldd 4009	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝐵 ∈ 𝑋)
11		isnsg3.2	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝐺)
12		isnsg3.3	. . . 4 ⊢ − = (-g‘𝐺)
13	6, 11, 12	grpaddsubass 19070	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋)) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝐴) = (𝐴 + (𝐵 − 𝐴)))
14	4, 5, 10, 5, 13	syl13anc 1372	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝐴) = (𝐴 + (𝐵 − 𝐴)))
15	6, 11, 12	grpnpcan 19072	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → ((𝐵 − 𝐴) + 𝐴) = 𝐵)
16	4, 10, 5, 15	syl3anc 1371	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐵 − 𝐴) + 𝐴) = 𝐵)
17	16, 9	eqeltrd 2844	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐵 − 𝐴) + 𝐴) ∈ 𝑆)
18		simp1 1136	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → 𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺))
19	6, 12	grpsubcl 19060	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐵 − 𝐴) ∈ 𝑋)
20	4, 10, 5, 19	syl3anc 1371	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐵 − 𝐴) ∈ 𝑋)
21	6, 11	nsgbi 19197	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝐵 − 𝐴) ∈ 𝑋 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (((𝐵 − 𝐴) + 𝐴) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + (𝐵 − 𝐴)) ∈ 𝑆))
22	18, 20, 5, 21	syl3anc 1371	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (((𝐵 − 𝐴) + 𝐴) ∈ 𝑆 ↔ (𝐴 + (𝐵 − 𝐴)) ∈ 𝑆))
23	17, 22	mpbid 232	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴 + (𝐵 − 𝐴)) ∈ 𝑆)
24	14, 23	eqeltrd 2844	1 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐴 + 𝐵) − 𝐴) ∈ 𝑆)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ w3a 1087   = wceq 1537   ∈ wcel 2108   ⊆ wss 3976  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448  Basecbs 17258  +_gcplusg 17311  Grpcgrp 18973  -_gcsg 18975  SubGrpcsubg 19160  NrmSGrpcnsg 19161

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-id 5593  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-0g 17501  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-grp 18976  df-minusg 18977  df-sbg 18978  df-subg 19163  df-nsg 19164

This theorem is referenced by:  isnsg3  19200  ghmnsgima  19280  ghmnsgpreima  19281  clsnsg  24139