Theorem mgm1 13403

Description: The structure with one element and the only closed internal operation for a singleton is a magma. (Contributed by AV, 10-Feb-2020.)

Hypothesis

Ref	Expression
mgm1.m	|- M = { <. ( Base ` ndx ) , { I } >. , <. ( +g ` ndx ) , { <. <. I , I >. , I >. } >. }

Assertion

Ref	Expression
mgm1	|- ( I e. V -> M e. Mgm )

Proof of Theorem mgm1

Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-ov 6004	. . . . . 6 |- ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) = ( { <. <. I , I >. , I >. } ` <. I , I >. )
2		opexg 4314	. . . . . . . 8 |- ( ( I e. V /\ I e. V ) -> <. I , I >. e. _V )
3	2	anidms 397	. . . . . . 7 |- ( I e. V -> <. I , I >. e. _V )
4		fvsng 5835	. . . . . . 7 |- ( ( <. I , I >. e. _V /\ I e. V ) -> ( { <. <. I , I >. , I >. } ` <. I , I >. ) = I )
5	3, 4	mpancom 422	. . . . . 6 |- ( I e. V -> ( { <. <. I , I >. , I >. } ` <. I , I >. ) = I )
6	1, 5	eqtrid 2274	. . . . 5 |- ( I e. V -> ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) = I )
7		snidg 3695	. . . . 5 |- ( I e. V -> I e. { I } )
8	6, 7	eqeltrd 2306	. . . 4 |- ( I e. V -> ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) e. { I } )
9		oveq1 6008	. . . . . . . 8 |- ( x = I -> ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) = ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) )
10	9	eleq1d 2298	. . . . . . 7 |- ( x = I -> ( ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } ) )
11	10	ralbidv 2530	. . . . . 6 |- ( x = I -> ( A. y e. { I } ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> A. y e. { I } ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } ) )
12	11	ralsng 3706	. . . . 5 |- ( I e. V -> ( A. x e. { I } A. y e. { I } ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> A. y e. { I } ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } ) )
13		oveq2 6009	. . . . . . 7 |- ( y = I -> ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) = ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) )
14	13	eleq1d 2298	. . . . . 6 |- ( y = I -> ( ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) e. { I } ) )
15	14	ralsng 3706	. . . . 5 |- ( I e. V -> ( A. y e. { I } ( I { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) e. { I } ) )
16	12, 15	bitrd 188	. . . 4 |- ( I e. V -> ( A. x e. { I } A. y e. { I } ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> ( I { <. <. I , I >. , I >. } I ) e. { I } ) )
17	8, 16	mpbird 167	. . 3 |- ( I e. V -> A. x e. { I } A. y e. { I } ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } )
18		snexg 4268	. . . . 5 |- ( I e. V -> { I } e. _V )
19		opexg 4314	. . . . . . 7 |- ( ( <. I , I >. e. _V /\ I e. V ) -> <. <. I , I >. , I >. e. _V )
20	3, 19	mpancom 422	. . . . . 6 |- ( I e. V -> <. <. I , I >. , I >. e. _V )
21		snexg 4268	. . . . . 6 |- ( <. <. I , I >. , I >. e. _V -> { <. <. I , I >. , I >. } e. _V )
22	20, 21	syl 14	. . . . 5 |- ( I e. V -> { <. <. I , I >. , I >. } e. _V )
23		mgm1.m	. . . . . 6 |- M = { <. ( Base ` ndx ) , { I } >. , <. ( +g ` ndx ) , { <. <. I , I >. , I >. } >. }
24	23	grpbaseg 13160	. . . . 5 |- ( ( { I } e. _V /\ { <. <. I , I >. , I >. } e. _V ) -> { I } = ( Base ` M ) )
25	18, 22, 24	syl2anc 411	. . . 4 |- ( I e. V -> { I } = ( Base ` M ) )
26	23	grpplusgg 13161	. . . . . . . 8 |- ( ( { I } e. _V /\ { <. <. I , I >. , I >. } e. _V ) -> { <. <. I , I >. , I >. } = ( +g ` M ) )
27	18, 22, 26	syl2anc 411	. . . . . . 7 |- ( I e. V -> { <. <. I , I >. , I >. } = ( +g ` M ) )
28	27	oveqd 6018	. . . . . 6 |- ( I e. V -> ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) = ( x ( +g ` M ) y ) )
29	28, 25	eleq12d 2300	. . . . 5 |- ( I e. V -> ( ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> ( x ( +g ` M ) y ) e. ( Base ` M ) ) )
30	25, 29	raleqbidv 2744	. . . 4 |- ( I e. V -> ( A. y e. { I } ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> A. y e. ( Base ` M ) ( x ( +g ` M ) y ) e. ( Base ` M ) ) )
31	25, 30	raleqbidv 2744	. . 3 |- ( I e. V -> ( A. x e. { I } A. y e. { I } ( x { <. <. I , I >. , I >. } y ) e. { I } <-> A. x e. ( Base ` M ) A. y e. ( Base ` M ) ( x ( +g ` M ) y ) e. ( Base ` M ) ) )
32	17, 31	mpbid 147	. 2 |- ( I e. V -> A. x e. ( Base ` M ) A. y e. ( Base ` M ) ( x ( +g ` M ) y ) e. ( Base ` M ) )
33	7, 25	eleqtrd 2308	. . 3 |- ( I e. V -> I e. ( Base ` M ) )
34		eqid 2229	. . . 4 |- ( Base ` M ) = ( Base ` M )
35		eqid 2229	. . . 4 |- ( +g ` M ) = ( +g ` M )
36	34, 35	ismgmn0 13391	. . 3 |- ( I e. ( Base ` M ) -> ( M e. Mgm <-> A. x e. ( Base ` M ) A. y e. ( Base ` M ) ( x ( +g ` M ) y ) e. ( Base ` M ) ) )
37	33, 36	syl 14	. 2 |- ( I e. V -> ( M e. Mgm <-> A. x e. ( Base ` M ) A. y e. ( Base ` M ) ( x ( +g ` M ) y ) e. ( Base ` M ) ) )
38	32, 37	mpbird 167	1 |- ( I e. V -> M e. Mgm )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 105   = wceq 1395   e. wcel 2200   A.wral 2508   _Vcvv 2799   {csn 3666   {cpr 3667   <.cop 3669   ` cfv 5318  (class class class)co 6001   ndxcnx 13029   Basecbs 13032   +g cplusg 13110  Mgmcmgm 13387

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-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4202  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-cnex 8090  ax-resscn 8091  ax-1cn 8092  ax-1re 8093  ax-icn 8094  ax-addcl 8095  ax-addrcl 8096  ax-mulcl 8097  ax-addcom 8099  ax-addass 8101  ax-i2m1 8104  ax-0lt1 8105  ax-0id 8107  ax-rnegex 8108  ax-pre-ltirr 8111  ax-pre-ltadd 8115

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-id 4384  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-fv 5326  df-ov 6004  df-pnf 8183  df-mnf 8184  df-ltxr 8186  df-inn 9111  df-2 9169  df-ndx 13035  df-slot 13036  df-base 13038  df-plusg 13123  df-mgm 13389

This theorem is referenced by:  sgrp1  13444