Theorem cntzcmn 20015

Description: The centralizer of any subset in a commutative monoid is the whole monoid. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cntzcmn.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
cntzcmn.z	⊢ 𝑍 = (Cntz‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
cntzcmn	⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → (𝑍‘𝑆) = 𝐵)

Proof of Theorem cntzcmn

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cntzcmn.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
2		cntzcmn.z	. . . 4 ⊢ 𝑍 = (Cntz‘𝐺)
3	1, 2	cntzssv 19503	. . 3 ⊢ (𝑍‘𝑆) ⊆ 𝐵
4	3	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → (𝑍‘𝑆) ⊆ 𝐵)
5		simpl1 1210	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐺 ∈ CMnd)
6		simpl3 1212	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑥 ∈ 𝐵)
7		simp2 1155	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
8	7	sselda 3930	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐵)
9		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
10	1, 9	cmncom 19973	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥(+g‘𝐺)𝑦) = (𝑦(+g‘𝐺)𝑥))
11	5, 6, 8, 10	syl3anc 1398	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑥(+g‘𝐺)𝑦) = (𝑦(+g‘𝐺)𝑥))
12	11	ralrimiva 3154	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥(+g‘𝐺)𝑦) = (𝑦(+g‘𝐺)𝑥))
13	1, 9, 2	cntzel 19498	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝑍‘𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥(+g‘𝐺)𝑦) = (𝑦(+g‘𝐺)𝑥)))
14	13	3adant1 1148	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝑍‘𝑆) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 (𝑥(+g‘𝐺)𝑦) = (𝑦(+g‘𝐺)𝑥)))
15	12, 14	mpbird 260	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝑍‘𝑆))
16	15	3expia 1139	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ (𝑍‘𝑆)))
17	16	ssrdv 3936	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ⊆ (𝑍‘𝑆))
18	4, 17	eqssd 3947	1 ⊢ ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → (𝑍‘𝑆) = 𝐵)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076   ⊆ wss 3898  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  Basecbs 17348  +_gcplusg 17389  Cntzccntz 19490  CMndccmn 19955

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5542  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-ov 7411  df-cntz 19492  df-cmn 19957

This theorem is used by:  cntzcmnss  20016  cntzcmnf  20020  ablcntzd  20032  gsumadd  20098  rprmdvdsprod  33999