Theorem ismgmid 13284

Description: The identity element of a magma, if it exists, belongs to the base set. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismgmid.b	|- B = ( Base ` G )
ismgmid.o	|- .0. = ( 0g ` G )
ismgmid.p	|- .+ = ( +g ` G )
mgmidcl.e	|- ( ph -> E. e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) )

Assertion

Ref	Expression
ismgmid	|- ( ph -> ( ( U e. B /\ A. x e. B ( ( U .+ x ) = x /\ ( x .+ U ) = x ) ) <-> .0. = U ) )

Distinct variable groups:   x, e, .+   .0. , e, x   B, e, x   e, G, x   U, e, x

Allowed substitution hints:   ph( x, e)

Proof of Theorem ismgmid

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 19	. . . 4 |- ( U e. B -> U e. B )
2		mgmidcl.e	. . . . 5 |- ( ph -> E. e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) )
3		mgmidmo 13279	. . . . 5 |- E* e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x )
4		reu5 2724	. . . . 5 |- ( E! e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) <-> ( E. e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) /\ E* e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) )
5	2, 3, 4	sylanblrc 416	. . . 4 |- ( ph -> E! e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) )
6		oveq1 5964	. . . . . . 7 |- ( e = U -> ( e .+ x ) = ( U .+ x ) )
7	6	eqeq1d 2215	. . . . . 6 |- ( e = U -> ( ( e .+ x ) = x <-> ( U .+ x ) = x ) )
8	7	ovanraleqv 5981	. . . . 5 |- ( e = U -> ( A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) <-> A. x e. B ( ( U .+ x ) = x /\ ( x .+ U ) = x ) ) )
9	8	riota2 5935	. . . 4 |- ( ( U e. B /\ E! e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) -> ( A. x e. B ( ( U .+ x ) = x /\ ( x .+ U ) = x ) <-> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U ) )
10	1, 5, 9	syl2anr 290	. . 3 |- ( ( ph /\ U e. B ) -> ( A. x e. B ( ( U .+ x ) = x /\ ( x .+ U ) = x ) <-> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U ) )
11	10	pm5.32da 452	. 2 |- ( ph -> ( ( U e. B /\ A. x e. B ( ( U .+ x ) = x /\ ( x .+ U ) = x ) ) <-> ( U e. B /\ ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U ) ) )
12		riotacl 5927	. . . . 5 |- ( E! e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) -> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) e. B )
13	5, 12	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) e. B )
14		eleq1 2269	. . . 4 |- ( ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U -> ( ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) e. B <-> U e. B ) )
15	13, 14	syl5ibcom 155	. . 3 |- ( ph -> ( ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U -> U e. B ) )
16	15	pm4.71rd 394	. 2 |- ( ph -> ( ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U <-> ( U e. B /\ ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U ) ) )
17		df-riota 5912	. . . 4 |- ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = ( iota e ( e e. B /\ A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) )
18		rexm 3564	. . . . . . 7 |- ( E. e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) -> E. e e e. B )
19	2, 18	syl 14	. . . . . 6 |- ( ph -> E. e e e. B )
20		ismgmid.b	. . . . . . . 8 |- B = ( Base ` G )
21	20	basmex 12966	. . . . . . 7 |- ( e e. B -> G e. _V )
22	21	exlimiv 1622	. . . . . 6 |- ( E. e e e. B -> G e. _V )
23	19, 22	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> G e. _V )
24		ismgmid.p	. . . . . 6 |- .+ = ( +g ` G )
25		ismgmid.o	. . . . . 6 |- .0. = ( 0g ` G )
26	20, 24, 25	grpidvalg 13280	. . . . 5 |- ( G e. _V -> .0. = ( iota e ( e e. B /\ A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) ) )
27	23, 26	syl 14	. . . 4 |- ( ph -> .0. = ( iota e ( e e. B /\ A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) ) )
28	17, 27	eqtr4id 2258	. . 3 |- ( ph -> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = .0. )
29	28	eqeq1d 2215	. 2 |- ( ph -> ( ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = U <-> .0. = U ) )
30	11, 16, 29	3bitr2d 216	1 |- ( ph -> ( ( U e. B /\ A. x e. B ( ( U .+ x ) = x /\ ( x .+ U ) = x ) ) <-> .0. = U ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1373   E.wex 1516   e. wcel 2177   A.wral 2485   E.wrex 2486   E!wreu 2487   E*wrmo 2488   _Vcvv 2773   iotacio 5239   ` cfv 5280   iota_crio 5911  (class class class)co 5957   Basecbs 12907   +g cplusg 12984   0gc0g 13163

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-sep 4170  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1re 8039  ax-addrcl 8042

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-id 4348  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-fv 5288  df-riota 5912  df-ov 5960  df-inn 9057  df-ndx 12910  df-slot 12911  df-base 12913  df-0g 13165

This theorem is referenced by:  mgmidcl  13285  mgmlrid  13286  ismgmid2  13287  mgmidsssn0  13291  prds0g  13356  issrgid  13818  isringid  13862