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

Theorem tgpconncomp 22713
Description: The identity component, the connected component containing the identity element, is a closed (conncompcld 22034) normal subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
tgpconncomp.x 𝑋 = (Base‘𝐺)
tgpconncomp.z 0 = (0g𝐺)
tgpconncomp.j 𝐽 = (TopOpen‘𝐺)
tgpconncomp.s 𝑆 = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 0𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)}
Assertion
Ref Expression
tgpconncomp (𝐺 ∈ TopGrp → 𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺))
Distinct variable groups:   𝑥, 0   𝑥,𝐽   𝑥,𝐺   𝑥,𝑋
Allowed substitution hint:   𝑆(𝑥)

Proof of Theorem tgpconncomp
Dummy variables 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 tgpconncomp.s . . . . 5 𝑆 = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 0𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)}
2 ssrab2 4054 . . . . . 6 {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 0𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)} ⊆ 𝒫 𝑋
3 sspwuni 5013 . . . . . 6 ({𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 0𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)} ⊆ 𝒫 𝑋 {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 0𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)} ⊆ 𝑋)
42, 3mpbi 232 . . . . 5 {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 0𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)} ⊆ 𝑋
51, 4eqsstri 3999 . . . 4 𝑆𝑋
65a1i 11 . . 3 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝑆𝑋)
7 tgpconncomp.j . . . . . 6 𝐽 = (TopOpen‘𝐺)
8 tgpconncomp.x . . . . . 6 𝑋 = (Base‘𝐺)
97, 8tgptopon 22682 . . . . 5 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
10 tgpgrp 22678 . . . . . 6 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝐺 ∈ Grp)
11 tgpconncomp.z . . . . . . 7 0 = (0g𝐺)
128, 11grpidcl 18123 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp → 0𝑋)
1310, 12syl 17 . . . . 5 (𝐺 ∈ TopGrp → 0𝑋)
141conncompid 22031 . . . . 5 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 0𝑋) → 0𝑆)
159, 13, 14syl2anc 586 . . . 4 (𝐺 ∈ TopGrp → 0𝑆)
1615ne0d 4299 . . 3 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝑆 ≠ ∅)
17 df-ima 5561 . . . . . . . 8 ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) = ran ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ↾ 𝑆)
18 resmpt 5898 . . . . . . . . . 10 (𝑆𝑋 → ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ↾ 𝑆) = (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)))
195, 18ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ↾ 𝑆) = (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧))
2019rneqi 5800 . . . . . . . 8 ran ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ↾ 𝑆) = ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧))
2117, 20eqtri 2842 . . . . . . 7 ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) = ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧))
22 imassrn 5933 . . . . . . . . 9 ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) ⊆ ran (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧))
2310adantr 483 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 𝐺 ∈ Grp)
2423adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) ∧ 𝑧𝑋) → 𝐺 ∈ Grp)
256sselda 3965 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦𝑋)
2625adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑦𝑋)
27 simpr 487 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) ∧ 𝑧𝑋) → 𝑧𝑋)
28 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . 13 (-g𝐺) = (-g𝐺)
298, 28grpsubcl 18171 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦𝑋𝑧𝑋) → (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
3024, 26, 27, 29syl3anc 1365 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
3130fmpttd 6872 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)):𝑋𝑋)
3231frnd 6514 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ran (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ⊆ 𝑋)
3322, 32sstrid 3976 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) ⊆ 𝑋)
348, 11, 28grpsubid 18175 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦𝑋) → (𝑦(-g𝐺)𝑦) = 0 )
3523, 25, 34syl2anc 586 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑦(-g𝐺)𝑦) = 0 )
36 simpr 487 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦𝑆)
37 ovex 7181 . . . . . . . . . . 11 (𝑦(-g𝐺)𝑦) ∈ V
38 eqid 2819 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) = (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧))
39 oveq2 7156 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝑦 → (𝑦(-g𝐺)𝑧) = (𝑦(-g𝐺)𝑦))
4038, 39elrnmpt1s 5822 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦𝑆 ∧ (𝑦(-g𝐺)𝑦) ∈ V) → (𝑦(-g𝐺)𝑦) ∈ ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)))
4136, 37, 40sylancl 588 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑦(-g𝐺)𝑦) ∈ ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)))
4235, 41eqeltrrd 2912 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 0 ∈ ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)))
4342, 21eleqtrrdi 2922 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 0 ∈ ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆))
44 eqid 2819 . . . . . . . . 9 𝐽 = 𝐽
45 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g𝐺) = (+g𝐺)
46 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . . . 15 (invg𝐺) = (invg𝐺)
478, 45, 46, 28grpsubval 18141 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦𝑋𝑧𝑋) → (𝑦(-g𝐺)𝑧) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧)))
4825, 47sylan 582 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) ∧ 𝑧𝑋) → (𝑦(-g𝐺)𝑧) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧)))
4948mpteq2dva 5152 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) = (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧))))
508, 46grpinvcl 18143 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑧𝑋) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑋)
5123, 50sylan 582 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) ∧ 𝑧𝑋) → ((invg𝐺)‘𝑧) ∈ 𝑋)
528, 46grpinvf 18142 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐺 ∈ Grp → (invg𝐺):𝑋𝑋)
5310, 52syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐺 ∈ TopGrp → (invg𝐺):𝑋𝑋)
5453adantr 483 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (invg𝐺):𝑋𝑋)
5554feqmptd 6726 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (invg𝐺) = (𝑧𝑋 ↦ ((invg𝐺)‘𝑧)))
56 eqidd 2820 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) = (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)))
57 oveq2 7156 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = ((invg𝐺)‘𝑧) → (𝑦(+g𝐺)𝑤) = (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧)))
5851, 55, 56, 57fmptco 6884 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∘ (invg𝐺)) = (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)((invg𝐺)‘𝑧))))
5949, 58eqtr4d 2857 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) = ((𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∘ (invg𝐺)))
607, 46grpinvhmeo 22686 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐺 ∈ TopGrp → (invg𝐺) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
6160adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (invg𝐺) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
62 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) = (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤))
6362, 8, 45, 7tgplacthmeo 22703 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑋) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
6425, 63syldan 593 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
65 hmeoco 22372 . . . . . . . . . . . 12 (((invg𝐺) ∈ (𝐽Homeo𝐽) ∧ (𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∈ (𝐽Homeo𝐽)) → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∘ (invg𝐺)) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
6661, 64, 65syl2anc 586 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑦(+g𝐺)𝑤)) ∘ (invg𝐺)) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
6759, 66eqeltrd 2911 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ∈ (𝐽Homeo𝐽))
68 hmeocn 22360 . . . . . . . . . 10 ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ∈ (𝐽Homeo𝐽) → (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ∈ (𝐽 Cn 𝐽))
6967, 68syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ∈ (𝐽 Cn 𝐽))
70 toponuni 21514 . . . . . . . . . . . 12 (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → 𝑋 = 𝐽)
719, 70syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝑋 = 𝐽)
7271adantr 483 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 𝑋 = 𝐽)
735, 72sseqtrid 4017 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → 𝑆 𝐽)
741conncompconn 22032 . . . . . . . . . . 11 ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) ∧ 0𝑋) → (𝐽t 𝑆) ∈ Conn)
759, 13, 74syl2anc 586 . . . . . . . . . 10 (𝐺 ∈ TopGrp → (𝐽t 𝑆) ∈ Conn)
7675adantr 483 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝐽t 𝑆) ∈ Conn)
7744, 69, 73, 76connima 22025 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝐽t ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆)) ∈ Conn)
781conncompss 22033 . . . . . . . 8 ((((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) ⊆ 𝑋0 ∈ ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) ∧ (𝐽t ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆)) ∈ Conn) → ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) ⊆ 𝑆)
7933, 43, 77, 78syl3anc 1365 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ((𝑧𝑋 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) “ 𝑆) ⊆ 𝑆)
8021, 79eqsstrrid 4014 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ⊆ 𝑆)
81 ovex 7181 . . . . . . . 8 (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ V
8281, 38fnmpti 6484 . . . . . . 7 (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) Fn 𝑆
83 df-f 6352 . . . . . . 7 ((𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)):𝑆𝑆 ↔ ((𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) Fn 𝑆 ∧ ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ⊆ 𝑆))
8482, 83mpbiran 707 . . . . . 6 ((𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)):𝑆𝑆 ↔ ran (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)) ⊆ 𝑆)
8580, 84sylibr 236 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)):𝑆𝑆)
8638fmpt 6867 . . . . 5 (∀𝑧𝑆 (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝑧𝑆 ↦ (𝑦(-g𝐺)𝑧)):𝑆𝑆)
8785, 86sylibr 236 . . . 4 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑦𝑆) → ∀𝑧𝑆 (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
8887ralrimiva 3180 . . 3 (𝐺 ∈ TopGrp → ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
898, 28issubg4 18290 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝑋𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)))
9010, 89syl 17 . . 3 (𝐺 ∈ TopGrp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ (𝑆𝑋𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝑆𝑧𝑆 (𝑦(-g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)))
916, 16, 88, 90mpbir3and 1336 . 2 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
9210adantr 483 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → 𝐺 ∈ Grp)
93 eqid 2819 . . . . . . . . . . 11 (oppg𝐺) = (oppg𝐺)
9493, 46oppginv 18479 . . . . . . . . . 10 (𝐺 ∈ Grp → (invg𝐺) = (invg‘(oppg𝐺)))
9592, 94syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (invg𝐺) = (invg‘(oppg𝐺)))
9695fveq1d 6665 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → ((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦)) = ((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦)))
97 simprll 777 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → 𝑦𝑋)
988, 46grpinvinv 18158 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦𝑋) → ((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦)) = 𝑦)
9992, 97, 98syl2anc 586 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → ((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦)) = 𝑦)
10096, 99eqtr3d 2856 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → ((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦)) = 𝑦)
101100oveq1d 7163 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g‘(oppg𝐺))𝑧) = (𝑦(+g‘(oppg𝐺))𝑧))
102 eqid 2819 . . . . . . 7 (+g‘(oppg𝐺)) = (+g‘(oppg𝐺))
10345, 93, 102oppgplus 18469 . . . . . 6 (𝑦(+g‘(oppg𝐺))𝑧) = (𝑧(+g𝐺)𝑦)
104101, 103syl6eq 2870 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g‘(oppg𝐺))𝑧) = (𝑧(+g𝐺)𝑦))
1058, 46grpinvcl 18143 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦𝑋) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋)
10692, 97, 105syl2anc 586 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋)
107 simprlr 778 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → 𝑧𝑋)
10899oveq1d 7163 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g𝐺)𝑧) = (𝑦(+g𝐺)𝑧))
109 simprr 771 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
110108, 109eqeltrd 2911 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)
111 eqid 2819 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ~QG 𝑆) = (𝐺 ~QG 𝑆)
1128, 46, 45, 111eqgval 18321 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆𝑋) → (((invg𝐺)‘𝑦)(𝐺 ~QG 𝑆)𝑧 ↔ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋𝑧𝑋 ∧ (((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)))
11392, 5, 112sylancl 588 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg𝐺)‘𝑦)(𝐺 ~QG 𝑆)𝑧 ↔ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋𝑧𝑋 ∧ (((invg𝐺)‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)))
114106, 107, 110, 113mpbir3and 1336 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → ((invg𝐺)‘𝑦)(𝐺 ~QG 𝑆)𝑧)
1158, 11, 7, 1, 111tgpconncompeqg 22712 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋) → [((invg𝐺)‘𝑦)](𝐺 ~QG 𝑆) = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)})
116106, 115syldan 593 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → [((invg𝐺)‘𝑦)](𝐺 ~QG 𝑆) = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)})
11793oppgtgp 22698 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐺 ∈ TopGrp → (oppg𝐺) ∈ TopGrp)
118117adantr 483 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (oppg𝐺) ∈ TopGrp)
11993, 8oppgbas 18471 . . . . . . . . . . . . 13 𝑋 = (Base‘(oppg𝐺))
12093, 11oppgid 18476 . . . . . . . . . . . . 13 0 = (0g‘(oppg𝐺))
12193, 7oppgtopn 18473 . . . . . . . . . . . . 13 𝐽 = (TopOpen‘(oppg𝐺))
122 eqid 2819 . . . . . . . . . . . . 13 ((oppg𝐺) ~QG 𝑆) = ((oppg𝐺) ~QG 𝑆)
123119, 120, 121, 1, 122tgpconncompeqg 22712 . . . . . . . . . . . 12 (((oppg𝐺) ∈ TopGrp ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋) → [((invg𝐺)‘𝑦)]((oppg𝐺) ~QG 𝑆) = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)})
124118, 106, 123syl2anc 586 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → [((invg𝐺)‘𝑦)]((oppg𝐺) ~QG 𝑆) = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑥 ∧ (𝐽t 𝑥) ∈ Conn)})
125116, 124eqtr4d 2857 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → [((invg𝐺)‘𝑦)](𝐺 ~QG 𝑆) = [((invg𝐺)‘𝑦)]((oppg𝐺) ~QG 𝑆))
126125eleq2d 2896 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (𝑧 ∈ [((invg𝐺)‘𝑦)](𝐺 ~QG 𝑆) ↔ 𝑧 ∈ [((invg𝐺)‘𝑦)]((oppg𝐺) ~QG 𝑆)))
127 vex 3496 . . . . . . . . . 10 𝑧 ∈ V
128 fvex 6676 . . . . . . . . . 10 ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ V
129127, 128elec 8325 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ [((invg𝐺)‘𝑦)](𝐺 ~QG 𝑆) ↔ ((invg𝐺)‘𝑦)(𝐺 ~QG 𝑆)𝑧)
130127, 128elec 8325 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ [((invg𝐺)‘𝑦)]((oppg𝐺) ~QG 𝑆) ↔ ((invg𝐺)‘𝑦)((oppg𝐺) ~QG 𝑆)𝑧)
131126, 129, 1303bitr3g 315 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg𝐺)‘𝑦)(𝐺 ~QG 𝑆)𝑧 ↔ ((invg𝐺)‘𝑦)((oppg𝐺) ~QG 𝑆)𝑧))
132114, 131mpbid 234 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → ((invg𝐺)‘𝑦)((oppg𝐺) ~QG 𝑆)𝑧)
133 eqid 2819 . . . . . . . . 9 (invg‘(oppg𝐺)) = (invg‘(oppg𝐺))
134119, 133, 102, 122eqgval 18321 . . . . . . . 8 (((oppg𝐺) ∈ TopGrp ∧ 𝑆𝑋) → (((invg𝐺)‘𝑦)((oppg𝐺) ~QG 𝑆)𝑧 ↔ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋𝑧𝑋 ∧ (((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g‘(oppg𝐺))𝑧) ∈ 𝑆)))
135118, 5, 134sylancl 588 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg𝐺)‘𝑦)((oppg𝐺) ~QG 𝑆)𝑧 ↔ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋𝑧𝑋 ∧ (((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g‘(oppg𝐺))𝑧) ∈ 𝑆)))
136132, 135mpbid 234 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑋𝑧𝑋 ∧ (((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g‘(oppg𝐺))𝑧) ∈ 𝑆))
137136simp3d 1138 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (((invg‘(oppg𝐺))‘((invg𝐺)‘𝑦))(+g‘(oppg𝐺))𝑧) ∈ 𝑆)
138104, 137eqeltrrd 2912 . . . 4 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ ((𝑦𝑋𝑧𝑋) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆)) → (𝑧(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑆)
139138expr 459 . . 3 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ (𝑦𝑋𝑧𝑋)) → ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑆))
140139ralrimivva 3189 . 2 (𝐺 ∈ TopGrp → ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑆))
1418, 45isnsg2 18300 . 2 (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ↔ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑦𝑋𝑧𝑋 ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑆 → (𝑧(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑆)))
14291, 140, 141sylanbrc 585 1 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3014  wral 3136  {crab 3140  Vcvv 3493  wss 3934  c0 4289  𝒫 cpw 4537   cuni 4830   class class class wbr 5057  cmpt 5137  ran crn 5549  cres 5550  cima 5551  ccom 5552   Fn wfn 6343  wf 6344  cfv 6348  (class class class)co 7148  [cec 8279  Basecbs 16475  +gcplusg 16557  t crest 16686  TopOpenctopn 16687  0gc0g 16705  Grpcgrp 18095  invgcminusg 18096  -gcsg 18097  SubGrpcsubg 18265  NrmSGrpcnsg 18266   ~QG cqg 18267  oppgcoppg 18465  TopOnctopon 21510   Cn ccn 21824  Conncconn 22011  Homeochmeo 22353  TopGrpctgp 22671
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 2791  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7453  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-ne 3015  df-nel 3122  df-ral 3141  df-rex 3142  df-reu 3143  df-rmo 3144  df-rab 3145  df-v 3495  df-sbc 3771  df-csb 3882  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-pss 3952  df-nul 4290  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-tp 4564  df-op 4566  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7573  df-1st 7681  df-2nd 7682  df-tpos 7884  df-wrecs 7939  df-recs 8000  df-rdg 8038  df-oadd 8098  df-er 8281  df-ec 8283  df-map 8400  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-fi 8867  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-4 11694  df-5 11695  df-6 11696  df-7 11697  df-8 11698  df-9 11699  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-tset 16576  df-rest 16688  df-topn 16689  df-0g 16707  df-topgen 16709  df-plusf 17843  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-grp 18098  df-minusg 18099  df-sbg 18100  df-subg 18268  df-nsg 18269  df-eqg 18270  df-oppg 18466  df-top 21494  df-topon 21511  df-topsp 21533  df-bases 21546  df-cld 21619  df-cn 21827  df-cnp 21828  df-conn 22012  df-tx 22162  df-hmeo 22355  df-tmd 22672  df-tgp 22673
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator