Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dfacbasgrp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dfacbasgrp 37186
Description: A choice equivalent in abstract algebra: All nonempty sets admit a group structure. From http://mathoverflow.net/a/12988. (Contributed by Stefan O'Rear, 9-Jul-2015.)
Assertion
Ref Expression
dfacbasgrp (CHOICE ↔ (Base “ Grp) = (V ∖ {∅}))

Proof of Theorem dfacbasgrp
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dfac10 8910 . 2 (CHOICE ↔ dom card = V)
2 basfn 37178 . . . . . . . . . 10 Base Fn V
3 ssv 3609 . . . . . . . . . 10 Grp ⊆ V
4 fvelimab 6215 . . . . . . . . . 10 ((Base Fn V ∧ Grp ⊆ V) → (𝑥 ∈ (Base “ Grp) ↔ ∃𝑦 ∈ Grp (Base‘𝑦) = 𝑥))
52, 3, 4mp2an 707 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (Base “ Grp) ↔ ∃𝑦 ∈ Grp (Base‘𝑦) = 𝑥)
6 eqid 2621 . . . . . . . . . . . 12 (Base‘𝑦) = (Base‘𝑦)
76grpbn0 17379 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ Grp → (Base‘𝑦) ≠ ∅)
8 neeq1 2852 . . . . . . . . . . 11 ((Base‘𝑦) = 𝑥 → ((Base‘𝑦) ≠ ∅ ↔ 𝑥 ≠ ∅))
97, 8syl5ibcom 235 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ Grp → ((Base‘𝑦) = 𝑥𝑥 ≠ ∅))
109rexlimiv 3021 . . . . . . . . 9 (∃𝑦 ∈ Grp (Base‘𝑦) = 𝑥𝑥 ≠ ∅)
115, 10sylbi 207 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (Base “ Grp) → 𝑥 ≠ ∅)
1211adantl 482 . . . . . . 7 ((dom card = V ∧ 𝑥 ∈ (Base “ Grp)) → 𝑥 ≠ ∅)
13 vex 3192 . . . . . . 7 𝑥 ∈ V
1412, 13jctil 559 . . . . . 6 ((dom card = V ∧ 𝑥 ∈ (Base “ Grp)) → (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅))
15 ablgrp 18126 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ Abel → 𝑥 ∈ Grp)
1615ssriv 3591 . . . . . . . 8 Abel ⊆ Grp
17 imass2 5465 . . . . . . . 8 (Abel ⊆ Grp → (Base “ Abel) ⊆ (Base “ Grp))
1816, 17ax-mp 5 . . . . . . 7 (Base “ Abel) ⊆ (Base “ Grp)
19 simprl 793 . . . . . . . . 9 ((dom card = V ∧ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)) → 𝑥 ∈ V)
20 simpl 473 . . . . . . . . 9 ((dom card = V ∧ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)) → dom card = V)
2119, 20eleqtrrd 2701 . . . . . . . 8 ((dom card = V ∧ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)) → 𝑥 ∈ dom card)
22 simprr 795 . . . . . . . 8 ((dom card = V ∧ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)) → 𝑥 ≠ ∅)
23 isnumbasgrplem3 37183 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ dom card ∧ 𝑥 ≠ ∅) → 𝑥 ∈ (Base “ Abel))
2421, 22, 23syl2anc 692 . . . . . . 7 ((dom card = V ∧ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)) → 𝑥 ∈ (Base “ Abel))
2518, 24sseldi 3585 . . . . . 6 ((dom card = V ∧ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)) → 𝑥 ∈ (Base “ Grp))
2614, 25impbida 876 . . . . 5 (dom card = V → (𝑥 ∈ (Base “ Grp) ↔ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅)))
27 eldifsn 4292 . . . . 5 (𝑥 ∈ (V ∖ {∅}) ↔ (𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ≠ ∅))
2826, 27syl6bbr 278 . . . 4 (dom card = V → (𝑥 ∈ (Base “ Grp) ↔ 𝑥 ∈ (V ∖ {∅})))
2928eqrdv 2619 . . 3 (dom card = V → (Base “ Grp) = (V ∖ {∅}))
30 fvex 6163 . . . . . . . . . 10 (har‘𝑥) ∈ V
3113, 30unex 6916 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ V
32 ssun2 3760 . . . . . . . . . 10 (har‘𝑥) ⊆ (𝑥 ∪ (har‘𝑥))
33 harn0 37180 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ V → (har‘𝑥) ≠ ∅)
3413, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (har‘𝑥) ≠ ∅
35 ssn0 3953 . . . . . . . . . 10 (((har‘𝑥) ⊆ (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∧ (har‘𝑥) ≠ ∅) → (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ≠ ∅)
3632, 34, 35mp2an 707 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ≠ ∅
37 eldifsn 4292 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ (V ∖ {∅}) ↔ ((𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ V ∧ (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ≠ ∅))
3831, 36, 37mpbir2an 954 . . . . . . . 8 (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ (V ∖ {∅})
3938a1i 11 . . . . . . 7 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ (V ∖ {∅}))
40 id 22 . . . . . . 7 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → (Base “ Grp) = (V ∖ {∅}))
4139, 40eleqtrrd 2701 . . . . . 6 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ (Base “ Grp))
42 isnumbasgrp 37185 . . . . . 6 (𝑥 ∈ dom card ↔ (𝑥 ∪ (har‘𝑥)) ∈ (Base “ Grp))
4341, 42sylibr 224 . . . . 5 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → 𝑥 ∈ dom card)
4413a1i 11 . . . . 5 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → 𝑥 ∈ V)
4543, 442thd 255 . . . 4 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → (𝑥 ∈ dom card ↔ 𝑥 ∈ V))
4645eqrdv 2619 . . 3 ((Base “ Grp) = (V ∖ {∅}) → dom card = V)
4729, 46impbii 199 . 2 (dom card = V ↔ (Base “ Grp) = (V ∖ {∅}))
481, 47bitri 264 1 (CHOICE ↔ (Base “ Grp) = (V ∖ {∅}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wne 2790  wrex 2908  Vcvv 3189  cdif 3556  cun 3557  wss 3559  c0 3896  {csn 4153  dom cdm 5079  cima 5082   Fn wfn 5847  cfv 5852  harchar 8412  cardccrd 8712  CHOICEwac 8889  Basecbs 15788  Grpcgrp 17350  Abelcabl 18122
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-inf2 8489  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964  ax-pre-sup 9965  ax-addf 9966  ax-mulf 9967
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-isom 5861  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-supp 7248  df-tpos 7304  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-seqom 7495  df-1o 7512  df-2o 7513  df-oadd 7516  df-omul 7517  df-er 7694  df-ec 7696  df-qs 7700  df-map 7811  df-ixp 7860  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-fin 7910  df-fsupp 8227  df-sup 8299  df-inf 8300  df-oi 8366  df-har 8414  df-wdom 8415  df-card 8716  df-acn 8719  df-ac 8890  df-cda 8941  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-div 10636  df-nn 10972  df-2 11030  df-3 11031  df-4 11032  df-5 11033  df-6 11034  df-7 11035  df-8 11036  df-9 11037  df-n0 11244  df-z 11329  df-dec 11445  df-uz 11639  df-rp 11784  df-fz 12276  df-fzo 12414  df-fl 12540  df-mod 12616  df-seq 12749  df-hash 13065  df-dvds 14915  df-struct 15790  df-ndx 15791  df-slot 15792  df-base 15793  df-sets 15794  df-ress 15795  df-plusg 15882  df-mulr 15883  df-starv 15884  df-sca 15885  df-vsca 15886  df-ip 15887  df-tset 15888  df-ple 15889  df-ds 15892  df-unif 15893  df-hom 15894  df-cco 15895  df-0g 16030  df-prds 16036  df-pws 16038  df-imas 16096  df-qus 16097  df-mgm 17170  df-sgrp 17212  df-mnd 17223  df-mhm 17263  df-grp 17353  df-minusg 17354  df-sbg 17355  df-mulg 17469  df-subg 17519  df-nsg 17520  df-eqg 17521  df-ghm 17586  df-gim 17629  df-gic 17630  df-cmn 18123  df-abl 18124  df-mgp 18418  df-ur 18430  df-ring 18477  df-cring 18478  df-oppr 18551  df-dvdsr 18569  df-rnghom 18643  df-subrg 18706  df-lmod 18793  df-lss 18861  df-lsp 18900  df-sra 19100  df-rgmod 19101  df-lidl 19102  df-rsp 19103  df-2idl 19160  df-cnfld 19675  df-zring 19747  df-zrh 19780  df-zn 19783  df-dsmm 20004  df-frlm 20019
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator