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Theorem isnsg2

Description: Weaken the condition of isnsg to only one side of the implication. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses isnsg.1 ⊢ X = Base G
isnsg.2 ⊢ + ˙ = + G
Assertion isnsg2 ⊢ S ∈ NrmSGrp ⁡ G ↔ S ∈ SubGrp ⁡ G ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isnsg.1 ⊢ X = Base G
2 isnsg.2 ⊢ + ˙ = + G
3 1 2 isnsg ⊢ S ∈ NrmSGrp ⁡ G ↔ S ∈ SubGrp ⁡ G ∧ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S
4 dfbi2 ⊢ x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S ↔ x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S
5 4 ralbii ⊢ ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S ↔ ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S
6 5 ralbii ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S
7 r19.26-2 ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S
8 6 7 bitri ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S
9 oveq2 ⊢ z = y → x + ˙ z = x + ˙ y
10 9 eleq1d ⊢ z = y → x + ˙ z ∈ S ↔ x + ˙ y ∈ S
11 oveq1 ⊢ z = y → z + ˙ x = y + ˙ x
12 11 eleq1d ⊢ z = y → z + ˙ x ∈ S ↔ y + ˙ x ∈ S
13 10 12 imbi12d ⊢ z = y → x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ↔ x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
14 13 cbvralvw ⊢ ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ↔ ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
15 14 ralbii ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
16 ralcom ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ ∀ z ∈ X ∀ x ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S
17 oveq2 ⊢ x = y → z + ˙ x = z + ˙ y
18 17 eleq1d ⊢ x = y → z + ˙ x ∈ S ↔ z + ˙ y ∈ S
19 oveq1 ⊢ x = y → x + ˙ z = y + ˙ z
20 19 eleq1d ⊢ x = y → x + ˙ z ∈ S ↔ y + ˙ z ∈ S
21 18 20 imbi12d ⊢ x = y → z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ y ∈ S → y + ˙ z ∈ S
22 21 cbvralvw ⊢ ∀ x ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ ∀ y ∈ X z + ˙ y ∈ S → y + ˙ z ∈ S
23 22 ralbii ⊢ ∀ z ∈ X ∀ x ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ ∀ z ∈ X ∀ y ∈ X z + ˙ y ∈ S → y + ˙ z ∈ S
24 oveq1 ⊢ z = x → z + ˙ y = x + ˙ y
25 24 eleq1d ⊢ z = x → z + ˙ y ∈ S ↔ x + ˙ y ∈ S
26 oveq2 ⊢ z = x → y + ˙ z = y + ˙ x
27 26 eleq1d ⊢ z = x → y + ˙ z ∈ S ↔ y + ˙ x ∈ S
28 25 27 imbi12d ⊢ z = x → z + ˙ y ∈ S → y + ˙ z ∈ S ↔ x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
29 28 ralbidv ⊢ z = x → ∀ y ∈ X z + ˙ y ∈ S → y + ˙ z ∈ S ↔ ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
30 29 cbvralvw ⊢ ∀ z ∈ X ∀ y ∈ X z + ˙ y ∈ S → y + ˙ z ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
31 16 23 30 3bitri ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
32 15 31 anbi12i ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S → z + ˙ x ∈ S ∧ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X z + ˙ x ∈ S → x + ˙ z ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
33 anidm ⊢ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
34 8 32 33 3bitri ⊢ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S ↔ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
35 34 anbi2i ⊢ S ∈ SubGrp ⁡ G ∧ ∀ x ∈ X ∀ z ∈ X x + ˙ z ∈ S ↔ z + ˙ x ∈ S ↔ S ∈ SubGrp ⁡ G ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S
36 3 35 bitri ⊢ S ∈ NrmSGrp ⁡ G ↔ S ∈ SubGrp ⁡ G ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x + ˙ y ∈ S → y + ˙ x ∈ S