Theorem mndpfo 13811

Description: The addition operation of a monoid as a function is an onto function. (Contributed by FL, 2-Nov-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 11-Oct-2013.) (Revised by AV, 23-Jan-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
mndpf.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
mndpf.p	⊢ ⨣ = (+𝑓‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
mndpfo	⊢ (𝐺 ∈ Mnd → ⨣ :(𝐵 × 𝐵)–onto→𝐵)

Proof of Theorem mndpfo

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mndpf.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
2		mndpf.p	. . 3 ⊢ ⨣ = (+𝑓‘𝐺)
3	1, 2	mndplusf 13806	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Mnd → ⨣ :(𝐵 × 𝐵)⟶𝐵)
4		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
5		eqid 2238	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
6	1, 5	mndidcl 13803	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ Mnd → (0g‘𝐺) ∈ 𝐵)
7	6	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (0g‘𝐺) ∈ 𝐵)
8		eqid 2238	. . . . . . 7 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
9	1, 8, 5	mndrid 13809	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥(+g‘𝐺)(0g‘𝐺)) = 𝑥)
10	9	eqcomd 2244	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 = (𝑥(+g‘𝐺)(0g‘𝐺)))
11		rspceov 6131	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ (0g‘𝐺) ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 = (𝑥(+g‘𝐺)(0g‘𝐺))) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧))
12	4, 7, 10, 11	syl3anc 1278	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧))
13	1, 8, 2	plusfvalg 13743	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → (𝑦 ⨣ 𝑧) = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧))
14	13	eqeq2d 2250	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → (𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧)))
15	14	3expa 1234	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → (𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧) ↔ 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧)))
16	15	rexbidva 2547	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧)))
17	16	rexbidva 2547	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ Mnd → (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧)))
18	17	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧)))
19	12, 18	mpbird 167	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧))
20	19	ralrimiva 2623	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Mnd → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧))
21		foov 6239	. 2 ⊢ ( ⨣ :(𝐵 × 𝐵)–onto→𝐵 ↔ ( ⨣ :(𝐵 × 𝐵)⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 = (𝑦 ⨣ 𝑧)))
22	3, 20, 21	sylanbrc 421	1 ⊢ (𝐺 ∈ Mnd → ⨣ :(𝐵 × 𝐵)–onto→𝐵)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1009   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528  ∃wrex 2529   × cxp 4774  ⟶wf 5376  –onto→wfo 5378  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  Basecbs 13411  +_gcplusg 13491  0_gc0g 13670  +_𝑓cplusf 13733  Mndcmnd 13789

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  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-coll 4248  ax-sep 4251  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-cnex 8277  ax-resscn 8278  ax-1re 8280  ax-addrcl 8283

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  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-ne 2421  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-dif 3222  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-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-id 4440  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-inn 9315  df-2 9373  df-ndx 13414  df-slot 13415  df-base 13417  df-plusg 13504  df-0g 13672  df-plusf 13735  df-mgm 13736  df-sgrp 13777  df-mnd 13790

This theorem is used by:  mndfo  13812  grpplusfo  13881