Theorem ismgmid 12871

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 12866	. . . . 5 |- E* e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x )
4		reu5 2707	. . . . 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 5911	. . . . . . 7 |- ( e = U -> ( e .+ x ) = ( U .+ x ) )
7	6	eqeq1d 2198	. . . . . 6 |- ( e = U -> ( ( e .+ x ) = x <-> ( U .+ x ) = x ) )
8	7	ovanraleqv 5928	. . . . 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 5882	. . . 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 5874	. . . . 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 2252	. . . 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 5859	. . . 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 3541	. . . . . . 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 12588	. . . . . . 7 |- ( e e. B -> G e. _V )
22	21	exlimiv 1609	. . . . . 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 12867	. . . . 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 2241	. . 3 |- ( ph -> ( iota_ e e. B A. x e. B ( ( e .+ x ) = x /\ ( x .+ e ) = x ) ) = .0. )
29	28	eqeq1d 2198	. 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 1503   e. wcel 2160   A.wral 2468   E.wrex 2469   E!wreu 2470   E*wrmo 2471   _Vcvv 2756   iotacio 5201   ` cfv 5242   iota_crio 5858  (class class class)co 5904   Basecbs 12529   +g cplusg 12606   0gc0g 12778

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-sep 4143  ax-pow 4199  ax-pr 4234  ax-un 4458  ax-cnex 7942  ax-resscn 7943  ax-1re 7945  ax-addrcl 7948

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2758  df-sbc 2982  df-csb 3077  df-un 3152  df-in 3154  df-ss 3161  df-pw 3599  df-sn 3620  df-pr 3621  df-op 3623  df-uni 3832  df-int 3867  df-br 4026  df-opab 4087  df-mpt 4088  df-id 4318  df-xp 4657  df-rel 4658  df-cnv 4659  df-co 4660  df-dm 4661  df-rn 4662  df-res 4663  df-iota 5203  df-fun 5244  df-fn 5245  df-fv 5250  df-riota 5859  df-ov 5907  df-inn 8961  df-ndx 12532  df-slot 12533  df-base 12535  df-0g 12780

This theorem is referenced by:  mgmidcl  12872  mgmlrid  12873  ismgmid2  12874  mgmidsssn0  12878  issrgid  13370  isringid  13414