Theorem idmhm 13572

Description: The identity homomorphism on a monoid. (Contributed by AV, 14-Feb-2020.)

Hypothesis

Ref	Expression
idmhm.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)

Assertion

Ref	Expression
idmhm	⊢ (𝑀 ∈ Mnd → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 MndHom 𝑀))

Proof of Theorem idmhm

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 19	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → 𝑀 ∈ Mnd)
2		f1oi 5623	. . . 4 ⊢ ( I ↾ 𝐵):𝐵–1-1-onto→𝐵
3		f1of 5583	. . . 4 ⊢ (( I ↾ 𝐵):𝐵–1-1-onto→𝐵 → ( I ↾ 𝐵):𝐵⟶𝐵)
4	2, 3	mp1i 10	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → ( I ↾ 𝐵):𝐵⟶𝐵)
5		idmhm.b	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
6		eqid 2230	. . . . . . . 8 ⊢ (+g‘𝑀) = (+g‘𝑀)
7	5, 6	mndcl 13526	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑎(+g‘𝑀)𝑏) ∈ 𝐵)
8	7	3expb 1230	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎(+g‘𝑀)𝑏) ∈ 𝐵)
9		fvresi 5847	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎(+g‘𝑀)𝑏) ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑎(+g‘𝑀)𝑏)) = (𝑎(+g‘𝑀)𝑏))
10	8, 9	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑎(+g‘𝑀)𝑏)) = (𝑎(+g‘𝑀)𝑏))
11		fvresi 5847	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘𝑎) = 𝑎)
12		fvresi 5847	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘𝑏) = 𝑏)
13	11, 12	oveqan12d 6039	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → ((( I ↾ 𝐵)‘𝑎)(+g‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑏)) = (𝑎(+g‘𝑀)𝑏))
14	13	adantl 277	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → ((( I ↾ 𝐵)‘𝑎)(+g‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑏)) = (𝑎(+g‘𝑀)𝑏))
15	10, 14	eqtr4d 2266	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑎(+g‘𝑀)𝑏)) = ((( I ↾ 𝐵)‘𝑎)(+g‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑏)))
16	15	ralrimivva 2613	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (( I ↾ 𝐵)‘(𝑎(+g‘𝑀)𝑏)) = ((( I ↾ 𝐵)‘𝑎)(+g‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑏)))
17		eqid 2230	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑀) = (0g‘𝑀)
18	5, 17	mndidcl 13533	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → (0g‘𝑀) ∈ 𝐵)
19		fvresi 5847	. . . 4 ⊢ ((0g‘𝑀) ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘(0g‘𝑀)) = (0g‘𝑀))
20	18, 19	syl 14	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → (( I ↾ 𝐵)‘(0g‘𝑀)) = (0g‘𝑀))
21	4, 16, 20	3jca 1203	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → (( I ↾ 𝐵):𝐵⟶𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (( I ↾ 𝐵)‘(𝑎(+g‘𝑀)𝑏)) = ((( I ↾ 𝐵)‘𝑎)(+g‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑏)) ∧ (( I ↾ 𝐵)‘(0g‘𝑀)) = (0g‘𝑀)))
22	5, 5, 6, 6, 17, 17	ismhm 13564	. 2 ⊢ (( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 MndHom 𝑀) ↔ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑀 ∈ Mnd) ∧ (( I ↾ 𝐵):𝐵⟶𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (( I ↾ 𝐵)‘(𝑎(+g‘𝑀)𝑏)) = ((( I ↾ 𝐵)‘𝑎)(+g‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑏)) ∧ (( I ↾ 𝐵)‘(0g‘𝑀)) = (0g‘𝑀))))
23	1, 1, 21, 22	syl21anbrc 1208	1 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 MndHom 𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 1004   = wceq 1397   ∈ wcel 2201  ∀wral 2509   I cid 4384   ↾ cres 4726  ⟶wf 5321  –1-1-onto→wf1o 5324  ‘cfv 5325  (class class class)co 6020  Basecbs 13102  +_gcplusg 13180  0_gc0g 13359  Mndcmnd 13519   MndHom cmhm 13560

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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2203  ax-14 2204  ax-ext 2212  ax-sep 4206  ax-pow 4263  ax-pr 4298  ax-un 4529  ax-setind 4634  ax-cnex 8125  ax-resscn 8126  ax-1re 8128  ax-addrcl 8131

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1810  df-eu 2081  df-mo 2082  df-clab 2217  df-cleq 2223  df-clel 2226  df-nfc 2362  df-ne 2402  df-ral 2514  df-rex 2515  df-reu 2516  df-rmo 2517  df-rab 2518  df-v 2803  df-sbc 3031  df-csb 3127  df-dif 3201  df-un 3203  df-in 3205  df-ss 3212  df-pw 3653  df-sn 3674  df-pr 3675  df-op 3677  df-uni 3893  df-int 3928  df-iun 3971  df-br 4088  df-opab 4150  df-mpt 4151  df-id 4389  df-xp 4730  df-rel 4731  df-cnv 4732  df-co 4733  df-dm 4734  df-rn 4735  df-res 4736  df-ima 4737  df-iota 5285  df-fun 5327  df-fn 5328  df-f 5329  df-f1 5330  df-fo 5331  df-f1o 5332  df-fv 5333  df-riota 5973  df-ov 6023  df-oprab 6024  df-mpo 6025  df-1st 6305  df-2nd 6306  df-map 6821  df-inn 9146  df-2 9204  df-ndx 13105  df-slot 13106  df-base 13108  df-plusg 13193  df-0g 13361  df-mgm 13459  df-sgrp 13505  df-mnd 13520  df-mhm 13562

This theorem is referenced by: (None)