Theorem ismgmid 13020

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 13015	. . . . 5 |- E* e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x )
4		reu5 2714	. . . . 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 5929	. . . . . . 7 |- ( e = U -> ( e .+ x ) = ( U .+ x ) )
7	6	eqeq1d 2205	. . . . . 6 |- ( e = U -> ( ( e .+ x ) = x <-> ( U .+ x ) = x ) )
8	7	ovanraleqv 5946	. . . . 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 5900	. . . 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 5892	. . . . 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 2259	. . . 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 5877	. . . 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 3550	. . . . . . 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 12737	. . . . . . 7 |- ( e e. B -> G e. _V )
22	21	exlimiv 1612	. . . . . 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 13016	. . . . 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 2248	. . 3 |- ( ph -> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = .0. )
29	28	eqeq1d 2205	. 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 1364   E.wex 1506   e. wcel 2167   A.wral 2475   E.wrex 2476   E!wreu 2477   E*wrmo 2478   _Vcvv 2763   iotacio 5217   ` cfv 5258   iota_crio 5876  (class class class)co 5922   Basecbs 12678   +g cplusg 12755   0gc0g 12927

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 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1re 7973  ax-addrcl 7976

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-inn 8991  df-ndx 12681  df-slot 12682  df-base 12684  df-0g 12929

This theorem is referenced by:  mgmidcl  13021  mgmlrid  13022  ismgmid2  13023  mgmidsssn0  13027  issrgid  13537  isringid  13581