Theorem ismgmid 13127

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 13122	. . . . 5 |- E* e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x )
4		reu5 2722	. . . . 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 5941	. . . . . . 7 |- ( e = U -> ( e .+ x ) = ( U .+ x ) )
7	6	eqeq1d 2213	. . . . . 6 |- ( e = U -> ( ( e .+ x ) = x <-> ( U .+ x ) = x ) )
8	7	ovanraleqv 5958	. . . . 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 5912	. . . 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 5904	. . . . 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 2267	. . . 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 5889	. . . 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 3559	. . . . . . 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 12810	. . . . . . 7 |- ( e e. B -> G e. _V )
22	21	exlimiv 1620	. . . . . 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 13123	. . . . 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 2256	. . 3 |- ( ph -> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = .0. )
29	28	eqeq1d 2213	. 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 1372   E.wex 1514   e. wcel 2175   A.wral 2483   E.wrex 2484   E!wreu 2485   E*wrmo 2486   _Vcvv 2771   iotacio 5227   ` cfv 5268   iota_crio 5888  (class class class)co 5934   Basecbs 12751   +g cplusg 12828   0gc0g 13006

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 710  ax-5 1469  ax-7 1470  ax-gen 1471  ax-ie1 1515  ax-ie2 1516  ax-8 1526  ax-10 1527  ax-11 1528  ax-i12 1529  ax-bndl 1531  ax-4 1532  ax-17 1548  ax-i9 1552  ax-ial 1556  ax-i5r 1557  ax-13 2177  ax-14 2178  ax-ext 2186  ax-sep 4161  ax-pow 4217  ax-pr 4252  ax-un 4478  ax-cnex 7998  ax-resscn 7999  ax-1re 8001  ax-addrcl 8004

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1375  df-nf 1483  df-sb 1785  df-eu 2056  df-mo 2057  df-clab 2191  df-cleq 2197  df-clel 2200  df-nfc 2336  df-ral 2488  df-rex 2489  df-reu 2490  df-rmo 2491  df-rab 2492  df-v 2773  df-sbc 2998  df-csb 3093  df-un 3169  df-in 3171  df-ss 3178  df-pw 3617  df-sn 3638  df-pr 3639  df-op 3641  df-uni 3850  df-int 3885  df-br 4044  df-opab 4105  df-mpt 4106  df-id 4338  df-xp 4679  df-rel 4680  df-cnv 4681  df-co 4682  df-dm 4683  df-rn 4684  df-res 4685  df-iota 5229  df-fun 5270  df-fn 5271  df-fv 5276  df-riota 5889  df-ov 5937  df-inn 9019  df-ndx 12754  df-slot 12755  df-base 12757  df-0g 13008

This theorem is referenced by:  mgmidcl  13128  mgmlrid  13129  ismgmid2  13130  mgmidsssn0  13134  prds0g  13199  issrgid  13661  isringid  13705