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

Theorem submacs 17586
Description: Submonoids are an algebraic closure system. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Aug-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
submacs.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
submacs (𝐺 ∈ Mnd → (SubMnd‘𝐺) ∈ (ACS‘𝐵))

Proof of Theorem submacs
Dummy variables 𝑠 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 submacs.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝐺)
2 eqid 2760 . . . . . 6 (0g𝐺) = (0g𝐺)
3 eqid 2760 . . . . . 6 (+g𝐺) = (+g𝐺)
41, 2, 3issubm 17568 . . . . 5 (𝐺 ∈ Mnd → (𝑠 ∈ (SubMnd‘𝐺) ↔ (𝑠𝐵 ∧ (0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)))
5 selpw 4309 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠𝐵)
65anbi1i 733 . . . . . 6 ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)) ↔ (𝑠𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)))
7 3anass 1081 . . . . . 6 ((𝑠𝐵 ∧ (0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠) ↔ (𝑠𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)))
86, 7bitr4i 267 . . . . 5 ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)) ↔ (𝑠𝐵 ∧ (0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠))
94, 8syl6bbr 278 . . . 4 (𝐺 ∈ Mnd → (𝑠 ∈ (SubMnd‘𝐺) ↔ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠))))
109abbi2dv 2880 . . 3 (𝐺 ∈ Mnd → (SubMnd‘𝐺) = {𝑠 ∣ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠))})
11 df-rab 3059 . . 3 {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)} = {𝑠 ∣ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠))}
1210, 11syl6eqr 2812 . 2 (𝐺 ∈ Mnd → (SubMnd‘𝐺) = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)})
13 inrab 4042 . . 3 ({𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ (0g𝐺) ∈ 𝑠} ∩ {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠}) = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)}
14 fvex 6363 . . . . . 6 (Base‘𝐺) ∈ V
151, 14eqeltri 2835 . . . . 5 𝐵 ∈ V
16 mreacs 16540 . . . . 5 (𝐵 ∈ V → (ACS‘𝐵) ∈ (Moore‘𝒫 𝐵))
1715, 16mp1i 13 . . . 4 (𝐺 ∈ Mnd → (ACS‘𝐵) ∈ (Moore‘𝒫 𝐵))
181, 2mndidcl 17529 . . . . 5 (𝐺 ∈ Mnd → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
19 acsfn0 16542 . . . . 5 ((𝐵 ∈ V ∧ (0g𝐺) ∈ 𝐵) → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ (0g𝐺) ∈ 𝑠} ∈ (ACS‘𝐵))
2015, 18, 19sylancr 698 . . . 4 (𝐺 ∈ Mnd → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ (0g𝐺) ∈ 𝑠} ∈ (ACS‘𝐵))
211, 3mndcl 17522 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥𝐵𝑦𝐵) → (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝐵)
22213expb 1114 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝐵)
2322ralrimivva 3109 . . . . 5 (𝐺 ∈ Mnd → ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝐵)
24 acsfn2 16545 . . . . 5 ((𝐵 ∈ V ∧ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝐵) → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠} ∈ (ACS‘𝐵))
2515, 23, 24sylancr 698 . . . 4 (𝐺 ∈ Mnd → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠} ∈ (ACS‘𝐵))
26 mreincl 16481 . . . 4 (((ACS‘𝐵) ∈ (Moore‘𝒫 𝐵) ∧ {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ (0g𝐺) ∈ 𝑠} ∈ (ACS‘𝐵) ∧ {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠} ∈ (ACS‘𝐵)) → ({𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ (0g𝐺) ∈ 𝑠} ∩ {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠}) ∈ (ACS‘𝐵))
2717, 20, 25, 26syl3anc 1477 . . 3 (𝐺 ∈ Mnd → ({𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ (0g𝐺) ∈ 𝑠} ∩ {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠}) ∈ (ACS‘𝐵))
2813, 27syl5eqelr 2844 . 2 (𝐺 ∈ Mnd → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ((0g𝐺) ∈ 𝑠 ∧ ∀𝑥𝑠𝑦𝑠 (𝑥(+g𝐺)𝑦) ∈ 𝑠)} ∈ (ACS‘𝐵))
2912, 28eqeltrd 2839 1 (𝐺 ∈ Mnd → (SubMnd‘𝐺) ∈ (ACS‘𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139  {cab 2746  wral 3050  {crab 3054  Vcvv 3340  cin 3714  wss 3715  𝒫 cpw 4302  cfv 6049  (class class class)co 6814  Basecbs 16079  +gcplusg 16163  0gc0g 16322  Moorecmre 16464  ACScacs 16467  Mndcmnd 17515  SubMndcsubmnd 17555
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-iin 4675  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-er 7913  df-en 8124  df-fin 8127  df-0g 16324  df-mre 16468  df-mrc 16469  df-acs 16471  df-mgm 17463  df-sgrp 17505  df-mnd 17516  df-submnd 17557
This theorem is referenced by:  mrcmndind  17587  gsumwspan  17604  subgacs  17850  symggen  18110  cntzspan  18467  gsumzsplit  18547  gsumzoppg  18564  gsumpt  18581  subrgacs  38290
  Copyright terms: Public domain W3C validator