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

Theorem subgacs 19084
Description: Subgroups are an algebraic closure system. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Apr-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 22-Aug-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
subgacs.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΊ)
Assertion
Ref Expression
subgacs (𝐺 ∈ Grp β†’ (SubGrpβ€˜πΊ) ∈ (ACSβ€˜π΅))

Proof of Theorem subgacs
Dummy variables 𝑠 π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2731 . . . . . 6 (invgβ€˜πΊ) = (invgβ€˜πΊ)
21issubg3 19067 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp β†’ (𝑠 ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ↔ (𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑠 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑠)))
3 subgacs.b . . . . . . . . . 10 𝐡 = (Baseβ€˜πΊ)
43submss 18732 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ 𝑠 βŠ† 𝐡)
54adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ)) β†’ 𝑠 βŠ† 𝐡)
6 velpw 4607 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐡 ↔ 𝑠 βŠ† 𝐡)
75, 6sylibr 233 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ)) β†’ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡)
8 eleq2w 2816 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑠 β†’ (((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑠))
98raleqbi1dv 3332 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑠 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑠 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑠))
109elrab3 3684 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦} ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑠 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑠))
117, 10syl 17 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ)) β†’ (𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦} ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑠 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑠))
1211pm5.32da 578 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp β†’ ((𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦}) ↔ (𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑠 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑠)))
132, 12bitr4d 282 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp β†’ (𝑠 ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ↔ (𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦})))
14 elin 3964 . . . 4 (𝑠 ∈ ((SubMndβ€˜πΊ) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦}) ↔ (𝑠 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦}))
1513, 14bitr4di 289 . . 3 (𝐺 ∈ Grp β†’ (𝑠 ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ↔ 𝑠 ∈ ((SubMndβ€˜πΊ) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦})))
1615eqrdv 2729 . 2 (𝐺 ∈ Grp β†’ (SubGrpβ€˜πΊ) = ((SubMndβ€˜πΊ) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦}))
173fvexi 6905 . . . 4 𝐡 ∈ V
18 mreacs 17609 . . . 4 (𝐡 ∈ V β†’ (ACSβ€˜π΅) ∈ (Mooreβ€˜π’« 𝐡))
1917, 18mp1i 13 . . 3 (𝐺 ∈ Grp β†’ (ACSβ€˜π΅) ∈ (Mooreβ€˜π’« 𝐡))
20 grpmnd 18868 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp β†’ 𝐺 ∈ Mnd)
213submacs 18750 . . . 4 (𝐺 ∈ Mnd β†’ (SubMndβ€˜πΊ) ∈ (ACSβ€˜π΅))
2220, 21syl 17 . . 3 (𝐺 ∈ Grp β†’ (SubMndβ€˜πΊ) ∈ (ACSβ€˜π΅))
233, 1grpinvcl 18915 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝐡)
2423ralrimiva 3145 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝐡)
25 acsfn1 17612 . . . 4 ((𝐡 ∈ V ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝐡) β†’ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦} ∈ (ACSβ€˜π΅))
2617, 24, 25sylancr 586 . . 3 (𝐺 ∈ Grp β†’ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦} ∈ (ACSβ€˜π΅))
27 mreincl 17550 . . 3 (((ACSβ€˜π΅) ∈ (Mooreβ€˜π’« 𝐡) ∧ (SubMndβ€˜πΊ) ∈ (ACSβ€˜π΅) ∧ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦} ∈ (ACSβ€˜π΅)) β†’ ((SubMndβ€˜πΊ) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦}) ∈ (ACSβ€˜π΅))
2819, 22, 26, 27syl3anc 1370 . 2 (𝐺 ∈ Grp β†’ ((SubMndβ€˜πΊ) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐡 ∣ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ 𝑦}) ∈ (ACSβ€˜π΅))
2916, 28eqeltrd 2832 1 (𝐺 ∈ Grp β†’ (SubGrpβ€˜πΊ) ∈ (ACSβ€˜π΅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  βˆ€wral 3060  {crab 3431  Vcvv 3473   ∩ cin 3947   βŠ† wss 3948  π’« cpw 4602  β€˜cfv 6543  Basecbs 17151  Moorecmre 17533  ACScacs 17536  Mndcmnd 18665  SubMndcsubmnd 18710  Grpcgrp 18861  invgcminusg 18862  SubGrpcsubg 19043
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 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-er 8709  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-nn 12220  df-2 12282  df-sets 17104  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-ress 17181  df-plusg 17217  df-0g 17394  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18571  df-sgrp 18650  df-mnd 18666  df-submnd 18712  df-grp 18864  df-minusg 18865  df-subg 19046
This theorem is referenced by:  nsgacs  19085  cycsubg2  19132  cycsubg2cl  19133  odf1o1  19488  lsmmod  19591  dmdprdd  19917  dprdfeq0  19940  dprdspan  19945  dprdres  19946  dprdss  19947  dprdz  19948  subgdmdprd  19952  subgdprd  19953  dprdsn  19954  dprd2dlem1  19959  dprd2da  19960  dmdprdsplit2lem  19963  ablfac1b  19988  pgpfac1lem1  19992  pgpfac1lem2  19993  pgpfac1lem3a  19994  pgpfac1lem3  19995  pgpfac1lem4  19996  pgpfac1lem5  19997  pgpfaclem1  19999  pgpfaclem2  20000  subrgacs  20647  lssacs  20810  proot1mul  42404  proot1hash  42405
  Copyright terms: Public domain W3C validator