ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  grp1 GIF version

Theorem grp1 12976
Description: The (smallest) structure representing a trivial group. According to Wikipedia ("Trivial group", 28-Apr-2019, https://en.wikipedia.org/wiki/Trivial_group) "In mathematics, a trivial group is a group consisting of a single element. All such groups are isomorphic, so one often speaks of the trivial group. The single element of the trivial group is the identity element". (Contributed by AV, 28-Apr-2019.)
Hypothesis
Ref Expression
grp1.m 𝑀 = {⟨(Baseβ€˜ndx), {𝐼}⟩, ⟨(+gβ€˜ndx), {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}⟩}
Assertion
Ref Expression
grp1 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ 𝑀 ∈ Grp)

Proof of Theorem grp1
Dummy variables 𝑒 𝑖 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 grp1.m . . 3 𝑀 = {⟨(Baseβ€˜ndx), {𝐼}⟩, ⟨(+gβ€˜ndx), {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}⟩}
21mnd1 12847 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ 𝑀 ∈ Mnd)
3 df-ov 5878 . . . . 5 (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}β€˜βŸ¨πΌ, 𝐼⟩)
4 opexg 4229 . . . . . . 7 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) β†’ ⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V)
54anidms 397 . . . . . 6 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ ⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V)
6 fvsng 5713 . . . . . 6 ((⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) β†’ ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}β€˜βŸ¨πΌ, 𝐼⟩) = 𝐼)
75, 6mpancom 422 . . . . 5 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}β€˜βŸ¨πΌ, 𝐼⟩) = 𝐼)
83, 7eqtrid 2222 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = 𝐼)
91mnd1id 12848 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (0gβ€˜π‘€) = 𝐼)
108, 9eqtr4d 2213 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€))
11 oveq2 5883 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝐼 β†’ (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼))
1211eqeq1d 2186 . . . . . 6 (𝑖 = 𝐼 β†’ ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€)))
1312rexbidv 2478 . . . . 5 (𝑖 = 𝐼 β†’ (βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€)))
1413ralsng 3633 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (βˆ€π‘– ∈ {𝐼}βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€)))
15 oveq1 5882 . . . . . 6 (𝑒 = 𝐼 β†’ (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼))
1615eqeq1d 2186 . . . . 5 (𝑒 = 𝐼 β†’ ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€)))
1716rexsng 3634 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€)))
1814, 17bitrd 188 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (βˆ€π‘– ∈ {𝐼}βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0gβ€˜π‘€)))
1910, 18mpbird 167 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ βˆ€π‘– ∈ {𝐼}βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€))
20 eqid 2177 . . . 4 (Baseβ€˜π‘€) = (Baseβ€˜π‘€)
21 eqid 2177 . . . 4 (+gβ€˜π‘€) = (+gβ€˜π‘€)
22 eqid 2177 . . . 4 (0gβ€˜π‘€) = (0gβ€˜π‘€)
2320, 21, 22isgrp 12883 . . 3 (𝑀 ∈ Grp ↔ (𝑀 ∈ Mnd ∧ βˆ€π‘– ∈ (Baseβ€˜π‘€)βˆƒπ‘’ ∈ (Baseβ€˜π‘€)(𝑒(+gβ€˜π‘€)𝑖) = (0gβ€˜π‘€)))
24 snexg 4185 . . . . . 6 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ {𝐼} ∈ V)
25 opexg 4229 . . . . . . . 8 ((⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) β†’ ⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩ ∈ V)
265, 25mpancom 422 . . . . . . 7 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ ⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩ ∈ V)
27 snexg 4185 . . . . . . 7 (⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩ ∈ V β†’ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V)
2826, 27syl 14 . . . . . 6 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V)
291grpbaseg 12585 . . . . . 6 (({𝐼} ∈ V ∧ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V) β†’ {𝐼} = (Baseβ€˜π‘€))
3024, 28, 29syl2anc 411 . . . . 5 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ {𝐼} = (Baseβ€˜π‘€))
311grpplusgg 12586 . . . . . . . . 9 (({𝐼} ∈ V ∧ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V) β†’ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} = (+gβ€˜π‘€))
3224, 28, 31syl2anc 411 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} = (+gβ€˜π‘€))
3332oveqd 5892 . . . . . . 7 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (𝑒(+gβ€˜π‘€)𝑖))
3433eqeq1d 2186 . . . . . 6 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ (𝑒(+gβ€˜π‘€)𝑖) = (0gβ€˜π‘€)))
3530, 34rexeqbidv 2686 . . . . 5 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ βˆƒπ‘’ ∈ (Baseβ€˜π‘€)(𝑒(+gβ€˜π‘€)𝑖) = (0gβ€˜π‘€)))
3630, 35raleqbidv 2685 . . . 4 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (βˆ€π‘– ∈ {𝐼}βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€) ↔ βˆ€π‘– ∈ (Baseβ€˜π‘€)βˆƒπ‘’ ∈ (Baseβ€˜π‘€)(𝑒(+gβ€˜π‘€)𝑖) = (0gβ€˜π‘€)))
3736anbi2d 464 . . 3 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ βˆ€π‘– ∈ {𝐼}βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€)) ↔ (𝑀 ∈ Mnd ∧ βˆ€π‘– ∈ (Baseβ€˜π‘€)βˆƒπ‘’ ∈ (Baseβ€˜π‘€)(𝑒(+gβ€˜π‘€)𝑖) = (0gβ€˜π‘€))))
3823, 37bitr4id 199 . 2 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ (𝑀 ∈ Grp ↔ (𝑀 ∈ Mnd ∧ βˆ€π‘– ∈ {𝐼}βˆƒπ‘’ ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0gβ€˜π‘€))))
392, 19, 38mpbir2and 944 1 (𝐼 ∈ 𝑉 β†’ 𝑀 ∈ Grp)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1353   ∈ wcel 2148  βˆ€wral 2455  βˆƒwrex 2456  Vcvv 2738  {csn 3593  {cpr 3594  βŸ¨cop 3596  β€˜cfv 5217  (class class class)co 5875  ndxcnx 12459  Basecbs 12462  +gcplusg 12536  0gc0g 12705  Mndcmnd 12817  Grpcgrp 12877
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4122  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-cnex 7902  ax-resscn 7903  ax-1cn 7904  ax-1re 7905  ax-icn 7906  ax-addcl 7907  ax-addrcl 7908  ax-mulcl 7909  ax-addcom 7911  ax-addass 7913  ax-i2m1 7916  ax-0lt1 7917  ax-0id 7919  ax-rnegex 7920  ax-pre-ltirr 7923  ax-pre-ltadd 7927
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-csb 3059  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-br 4005  df-opab 4066  df-mpt 4067  df-id 4294  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-fv 5225  df-riota 5831  df-ov 5878  df-pnf 7994  df-mnf 7995  df-ltxr 7997  df-inn 8920  df-2 8978  df-ndx 12465  df-slot 12466  df-base 12468  df-plusg 12549  df-0g 12707  df-mgm 12775  df-sgrp 12808  df-mnd 12818  df-grp 12880
This theorem is referenced by:  grp1inv  12977  ring1  13236
  Copyright terms: Public domain W3C validator