Theorem ismgmid2 13700

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 2623	. . 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 6092	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → (𝑒 + 𝑥) = (𝑈 + 𝑥))
10	9	eqeq1d 2247	. . . . . . 7 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ↔ (𝑈 + 𝑥) = 𝑥))
11	10	ovanraleqv 6109	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑒) = 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)))
12	11	rspcev 2929	. . . . 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 415	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃𝑒 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑒) = 𝑥))
14	6, 7, 8, 13	ismgmid 13697	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)) ↔ 0 = 𝑈))
15	1, 5, 14	mpbi2and 956	. 2 ⊢ (𝜑 → 0 = 𝑈)
16	15	eqcomd 2244	1 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = 0 )

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528  ∃wrex 2529  ‘cfv 5377  (class class class)co 6085  Basecbs 13352  +_gcplusg 13431  0_gc0g 13610

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4249  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1re 8273  ax-addrcl 8276

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-id 4438  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-inn 9305  df-ndx 13355  df-slot 13356  df-base 13358  df-0g 13612

This theorem is used by:  lidrididd  13702  grpidd  13703  mhmid  13918  ringidss  14334