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Theorem issubmgm

Description: Expand definition of a submagma. (Contributed by AV, 25-Feb-2020)

Ref Expression
Hypotheses issubmgm.b ⊢ B = Base M
issubmgm.p ⊢ + ˙ = + M
Assertion issubmgm ⊢ M ∈ Mgm → S ∈ SubMgm ⁡ M ↔ S ⊆ B ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + ˙ y ∈ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 issubmgm.b ⊢ B = Base M
2 issubmgm.p ⊢ + ˙ = + M
3 fveq2 ⊢ m = M → Base m = Base M
4 3 pweqd ⊢ m = M → 𝒫 Base m = 𝒫 Base M
5 fveq2 ⊢ m = M → + m = + M
6 5 oveqd ⊢ m = M → x + m y = x + M y
7 6 eleq1d ⊢ m = M → x + m y ∈ t ↔ x + M y ∈ t
8 7 2ralbidv ⊢ m = M → ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + m y ∈ t ↔ ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t
9 4 8 rabeqbidv ⊢ m = M → t ∈ 𝒫 Base m | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + m y ∈ t = t ∈ 𝒫 Base M | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t
10 df-submgm ⊢ SubMgm = m ∈ Mgm ⟼ t ∈ 𝒫 Base m | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + m y ∈ t
11 fvex ⊢ Base M ∈ V
12 11 pwex ⊢ 𝒫 Base M ∈ V
13 12 rabex ⊢ t ∈ 𝒫 Base M | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t ∈ V
14 9 10 13 fvmpt ⊢ M ∈ Mgm → SubMgm ⁡ M = t ∈ 𝒫 Base M | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t
15 14 eleq2d ⊢ M ∈ Mgm → S ∈ SubMgm ⁡ M ↔ S ∈ t ∈ 𝒫 Base M | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t
16 11 elpw2 ⊢ S ∈ 𝒫 Base M ↔ S ⊆ Base M
17 16 anbi1i ⊢ S ∈ 𝒫 Base M ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + M y ∈ S ↔ S ⊆ Base M ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + M y ∈ S
18 eleq2 ⊢ t = S → x + M y ∈ t ↔ x + M y ∈ S
19 18 raleqbi1dv ⊢ t = S → ∀ y ∈ t x + M y ∈ t ↔ ∀ y ∈ S x + M y ∈ S
20 19 raleqbi1dv ⊢ t = S → ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t ↔ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + M y ∈ S
21 20 elrab ⊢ S ∈ t ∈ 𝒫 Base M | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t ↔ S ∈ 𝒫 Base M ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + M y ∈ S
22 1 sseq2i ⊢ S ⊆ B ↔ S ⊆ Base M
23 2 oveqi ⊢ x + ˙ y = x + M y
24 23 eleq1i ⊢ x + ˙ y ∈ S ↔ x + M y ∈ S
25 24 2ralbii ⊢ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + ˙ y ∈ S ↔ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + M y ∈ S
26 22 25 anbi12i ⊢ S ⊆ B ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + ˙ y ∈ S ↔ S ⊆ Base M ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + M y ∈ S
27 17 21 26 3bitr4i ⊢ S ∈ t ∈ 𝒫 Base M | ∀ x ∈ t ∀ y ∈ t x + M y ∈ t ↔ S ⊆ B ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + ˙ y ∈ S
28 15 27 bitrdi ⊢ M ∈ Mgm → S ∈ SubMgm ⁡ M ↔ S ⊆ B ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x + ˙ y ∈ S