Theorem ismgmid2 13408

Description: Show that a given element is the identity element of a magma. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismgmid.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
ismgmid.o	⊢ 0 = (0g‘𝐺)
ismgmid.p	⊢ + = (+g‘𝐺)
ismgmid2.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐵)
ismgmid2.l	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑈 + 𝑥) = 𝑥)
ismgmid2.r	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)

Assertion

Ref	Expression
ismgmid2	⊢ (𝜑 → 𝑈 = 0 )

Distinct variable groups:   𝑥, +   𝑥, 0   𝑥,𝐵   𝑥,𝐺   𝑥,𝑈   𝜑,𝑥

Proof of Theorem ismgmid2

Dummy variable 𝑒 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ismgmid2.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝐵)
2		ismgmid2.l	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑈 + 𝑥) = 𝑥)
3		ismgmid2.r	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)
4	2, 3	jca 306	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥))
5	4	ralrimiva 2603	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥))
6		ismgmid.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
7		ismgmid.o	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
8		ismgmid.p	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝐺)
9		oveq1 6007	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → (𝑒 + 𝑥) = (𝑈 + 𝑥))
10	9	eqeq1d 2238	. . . . . . 7 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ↔ (𝑈 + 𝑥) = 𝑥))
11	10	ovanraleqv 6024	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑒) = 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)))
12	11	rspcev 2907	. . . . 5 ⊢ ((𝑈 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)) → ∃𝑒 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑒) = 𝑥))
13	1, 5, 12	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃𝑒 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑒) = 𝑥))
14	6, 7, 8, 13	ismgmid 13405	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)) ↔ 0 = 𝑈))
15	1, 5, 14	mpbi2and 949	. 2 ⊢ (𝜑 → 0 = 𝑈)
16	15	eqcomd 2235	1 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = 0 )

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  ∃wrex 2509  ‘cfv 5317  (class class class)co 6000  Basecbs 13027  +_gcplusg 13105  0_gc0g 13284

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 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 4201  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1re 8089  ax-addrcl 8092

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  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-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-id 4383  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-fv 5325  df-riota 5953  df-ov 6003  df-inn 9107  df-ndx 13030  df-slot 13031  df-base 13033  df-0g 13286

This theorem is referenced by:  lidrididd  13410  grpidd  13411  mhmid  13647  ringidss  13987