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Theorem issgrpd

Description: Deduce a semigroup from its properties. (Contributed by AV, 13-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses issgrpd.b ⊢ φ → B = Base G
issgrpd.p ⊢ φ → + ˙ = + G
issgrpd.c ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
issgrpd.a ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z
issgrpd.v ⊢ φ → G ∈ V
Assertion issgrpd ⊢ φ → G ∈ Smgrp

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 issgrpd.b ⊢ φ → B = Base G
2 issgrpd.p ⊢ φ → + ˙ = + G
3 issgrpd.c ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
4 issgrpd.a ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z
5 issgrpd.v ⊢ φ → G ∈ V
6 3 3expib ⊢ φ → x ∈ B ∧ y ∈ B → x + ˙ y ∈ B
7 1 eleq2d ⊢ φ → x ∈ B ↔ x ∈ Base G
8 1 eleq2d ⊢ φ → y ∈ B ↔ y ∈ Base G
9 7 8 anbi12d ⊢ φ → x ∈ B ∧ y ∈ B ↔ x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G
10 2 oveqd ⊢ φ → x + ˙ y = x + G y
11 10 1 eleq12d ⊢ φ → x + ˙ y ∈ B ↔ x + G y ∈ Base G
12 6 9 11 3imtr3d ⊢ φ → x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G → x + G y ∈ Base G
13 12 imp ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G → x + G y ∈ Base G
14 df-3an ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ↔ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B
15 14 4 sylan2br ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z
16 15 ex ⊢ φ → x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z
17 1 eleq2d ⊢ φ → z ∈ B ↔ z ∈ Base G
18 9 17 anbi12d ⊢ φ → x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ↔ x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G ∧ z ∈ Base G
19 eqidd ⊢ φ → z = z
20 2 10 19 oveq123d ⊢ φ → x + ˙ y + ˙ z = x + G y + G z
21 eqidd ⊢ φ → x = x
22 2 oveqd ⊢ φ → y + ˙ z = y + G z
23 2 21 22 oveq123d ⊢ φ → x + ˙ y + ˙ z = x + G y + G z
24 20 23 eqeq12d ⊢ φ → x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z ↔ x + G y + G z = x + G y + G z
25 16 18 24 3imtr3d ⊢ φ → x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G ∧ z ∈ Base G → x + G y + G z = x + G y + G z
26 25 impl ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G ∧ z ∈ Base G → x + G y + G z = x + G y + G z
27 26 ralrimiva ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G → ∀ z ∈ Base G x + G y + G z = x + G y + G z
28 13 27 jca ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ y ∈ Base G → x + G y ∈ Base G ∧ ∀ z ∈ Base G x + G y + G z = x + G y + G z
29 28 ralrimivva ⊢ φ → ∀ x ∈ Base G ∀ y ∈ Base G x + G y ∈ Base G ∧ ∀ z ∈ Base G x + G y + G z = x + G y + G z
30 eqid ⊢ Base G = Base G
31 eqid ⊢ + G = + G
32 30 31 issgrpv ⊢ G ∈ V → G ∈ Smgrp ↔ ∀ x ∈ Base G ∀ y ∈ Base G x + G y ∈ Base G ∧ ∀ z ∈ Base G x + G y + G z = x + G y + G z
33 5 32 syl ⊢ φ → G ∈ Smgrp ↔ ∀ x ∈ Base G ∀ y ∈ Base G x + G y ∈ Base G ∧ ∀ z ∈ Base G x + G y + G z = x + G y + G z
34 29 33 mpbird ⊢ φ → G ∈ Smgrp