MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  0frgp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 0frgp 19646
Description: The free group on zero generators is trivial. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
0frgp.g 𝐺 = (freeGrpβ€˜βˆ…)
0frgp.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΊ)
Assertion
Ref Expression
0frgp 𝐡 β‰ˆ 1o

Proof of Theorem 0frgp
Dummy variables π‘₯ 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0ex 5307 . . . . . . . . . . . 12 βˆ… ∈ V
2 0frgp.g . . . . . . . . . . . . 13 𝐺 = (freeGrpβ€˜βˆ…)
32frgpgrp 19629 . . . . . . . . . . . 12 (βˆ… ∈ V β†’ 𝐺 ∈ Grp)
41, 3ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 𝐺 ∈ Grp
5 f0 6772 . . . . . . . . . . 11 βˆ…:βˆ…βŸΆπ΅
6 0frgp.b . . . . . . . . . . . 12 𝐡 = (Baseβ€˜πΊ)
7 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ( ~FG β€˜βˆ…) = ( ~FG β€˜βˆ…)
8 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (varFGrpβ€˜βˆ…) = (varFGrpβ€˜βˆ…)
97, 8, 2, 6vrgpf 19635 . . . . . . . . . . . . . . 15 (βˆ… ∈ V β†’ (varFGrpβ€˜βˆ…):βˆ…βŸΆπ΅)
10 ffn 6717 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((varFGrpβ€˜βˆ…):βˆ…βŸΆπ΅ β†’ (varFGrpβ€˜βˆ…) Fn βˆ…)
111, 9, 10mp2b 10 . . . . . . . . . . . . . 14 (varFGrpβ€˜βˆ…) Fn βˆ…
12 fn0 6681 . . . . . . . . . . . . . 14 ((varFGrpβ€˜βˆ…) Fn βˆ… ↔ (varFGrpβ€˜βˆ…) = βˆ…)
1311, 12mpbi 229 . . . . . . . . . . . . 13 (varFGrpβ€˜βˆ…) = βˆ…
1413eqcomi 2741 . . . . . . . . . . . 12 βˆ… = (varFGrpβ€˜βˆ…)
152, 6, 14frgpup3 19645 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ βˆ… ∈ V ∧ βˆ…:βˆ…βŸΆπ΅) β†’ βˆƒ!𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ…)
164, 1, 5, 15mp3an 1461 . . . . . . . . . 10 βˆƒ!𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ…
17 reurmo 3379 . . . . . . . . . 10 (βˆƒ!𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ… β†’ βˆƒ*𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ…)
1816, 17ax-mp 5 . . . . . . . . 9 βˆƒ*𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ…
196idghm 19106 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ Grp β†’ ( I β†Ύ 𝐡) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺))
204, 19ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ( I β†Ύ 𝐡) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)
21 tru 1545 . . . . . . . . . 10 ⊀
2220, 21pm3.2i 471 . . . . . . . . 9 (( I β†Ύ 𝐡) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊀)
23 eqid 2732 . . . . . . . . . . . 12 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
2423, 60ghm 19105 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐺 ∈ Grp) β†’ (𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺))
254, 4, 24mp2an 690 . . . . . . . . . 10 (𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)
2625, 21pm3.2i 471 . . . . . . . . 9 ((𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊀)
27 co02 6259 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ…
2827bitru 1550 . . . . . . . . . . 11 ((𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ… ↔ ⊀)
2928a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = ( I β†Ύ 𝐡) β†’ ((𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ… ↔ ⊀))
3028a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}) β†’ ((𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ… ↔ ⊀))
3129, 30rmoi 3885 . . . . . . . . 9 ((βˆƒ*𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ βˆ…) = βˆ… ∧ (( I β†Ύ 𝐡) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊀) ∧ ((𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊀)) β†’ ( I β†Ύ 𝐡) = (𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}))
3218, 22, 26, 31mp3an 1461 . . . . . . . 8 ( I β†Ύ 𝐡) = (𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)})
33 mptresid 6050 . . . . . . . 8 ( I β†Ύ 𝐡) = (π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ π‘₯)
34 fconstmpt 5738 . . . . . . . 8 (𝐡 Γ— {(0gβ€˜πΊ)}) = (π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ (0gβ€˜πΊ))
3532, 33, 343eqtr3i 2768 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ π‘₯) = (π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ (0gβ€˜πΊ))
36 mpteqb 7017 . . . . . . . 8 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 π‘₯ ∈ 𝐡 β†’ ((π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ π‘₯) = (π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ (0gβ€˜πΊ)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 π‘₯ = (0gβ€˜πΊ)))
37 id 22 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ 𝐡 β†’ π‘₯ ∈ 𝐡)
3836, 37mprg 3067 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ π‘₯) = (π‘₯ ∈ 𝐡 ↦ (0gβ€˜πΊ)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 π‘₯ = (0gβ€˜πΊ))
3935, 38mpbi 229 . . . . . 6 βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 π‘₯ = (0gβ€˜πΊ)
4039rspec 3247 . . . . 5 (π‘₯ ∈ 𝐡 β†’ π‘₯ = (0gβ€˜πΊ))
41 velsn 4644 . . . . 5 (π‘₯ ∈ {(0gβ€˜πΊ)} ↔ π‘₯ = (0gβ€˜πΊ))
4240, 41sylibr 233 . . . 4 (π‘₯ ∈ 𝐡 β†’ π‘₯ ∈ {(0gβ€˜πΊ)})
4342ssriv 3986 . . 3 𝐡 βŠ† {(0gβ€˜πΊ)}
446, 23grpidcl 18849 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝐡)
454, 44ax-mp 5 . . . 4 (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝐡
46 snssi 4811 . . . 4 ((0gβ€˜πΊ) ∈ 𝐡 β†’ {(0gβ€˜πΊ)} βŠ† 𝐡)
4745, 46ax-mp 5 . . 3 {(0gβ€˜πΊ)} βŠ† 𝐡
4843, 47eqssi 3998 . 2 𝐡 = {(0gβ€˜πΊ)}
49 fvex 6904 . . 3 (0gβ€˜πΊ) ∈ V
5049ensn1 9016 . 2 {(0gβ€˜πΊ)} β‰ˆ 1o
5148, 50eqbrtri 5169 1 𝐡 β‰ˆ 1o
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541  βŠ€wtru 1542   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒ!wreu 3374  βˆƒ*wrmo 3375  Vcvv 3474   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322  {csn 4628   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231   I cid 5573   Γ— cxp 5674   β†Ύ cres 5678   ∘ ccom 5680   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  1oc1o 8458   β‰ˆ cen 8935  Basecbs 17143  0gc0g 17384  Grpcgrp 18818   GrpHom cghm 19088   ~FG cefg 19573  freeGrpcfrgp 19574  varFGrpcvrgp 19575
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-ot 4637  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-2o 8466  df-er 8702  df-ec 8704  df-qs 8708  df-map 8821  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-xnn0 12544  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-seq 13966  df-hash 14290  df-word 14464  df-lsw 14512  df-concat 14520  df-s1 14545  df-substr 14590  df-pfx 14620  df-splice 14699  df-reverse 14708  df-s2 14798  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-0g 17386  df-gsum 17387  df-imas 17453  df-qus 17454  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-mhm 18670  df-submnd 18671  df-frmd 18729  df-vrmd 18730  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-ghm 19089  df-efg 19576  df-frgp 19577  df-vrgp 19578
This theorem is referenced by:  frgpcyg  21128
  Copyright terms: Public domain W3C validator