Theorem ismgmid2 12963

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 2567	. . 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 5925	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → (𝑒 + 𝑥) = (𝑈 + 𝑥))
10	9	eqeq1d 2202	. . . . . . 7 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ↔ (𝑈 + 𝑥) = 𝑥))
11	10	ovanraleqv 5942	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = 𝑈 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑒 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑒) = 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)))
12	11	rspcev 2864	. . . . 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 12960	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑈 + 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 + 𝑈) = 𝑥)) ↔ 0 = 𝑈))
15	1, 5, 14	mpbi2and 945	. 2 ⊢ (𝜑 → 0 = 𝑈)
16	15	eqcomd 2199	1 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = 0 )

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  ∀wral 2472  ∃wrex 2473  ‘cfv 5254  (class class class)co 5918  Basecbs 12618  +_gcplusg 12695  0_gc0g 12867

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 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1re 7966  ax-addrcl 7969

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-id 4324  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-inn 8983  df-ndx 12621  df-slot 12622  df-base 12624  df-0g 12869

This theorem is referenced by:  lidrididd  12965  grpidd  12966  mhmid  13185  ringidss  13525