Theorem efmndmnd 19001

Description: The monoid of endofunctions on a set 𝐴 is actually a monoid. (Contributed by AV, 31-Jan-2024.)

Hypothesis

Ref	Expression
ielefmnd.g	⊢ 𝐺 = (EndoFMnd‘𝐴)

Assertion

Ref	Expression
efmndmnd	⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝐺 ∈ Mnd)

Proof of Theorem efmndmnd

Dummy variables 𝑓 𝑖 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ielefmnd.g	. . . 4 ⊢ 𝐺 = (EndoFMnd‘𝐴)
2	1	efmndsgrp 18998	. . 3 ⊢ 𝐺 ∈ Smgrp
3	2	a1i 11	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝐺 ∈ Smgrp)
4	1	ielefmnd 18999	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ( I ↾ 𝐴) ∈ (Base‘𝐺))
5		oveq1 7421	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = ( I ↾ 𝐴) → (𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = (( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓))
6	5	eqeq1d 2762	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = ( I ↾ 𝐴) → ((𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ↔ (( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓))
7		oveq2 7422	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = ( I ↾ 𝐴) → (𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)))
8	7	eqeq1d 2762	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = ( I ↾ 𝐴) → ((𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = 𝑓 ↔ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓))
9	6, 8	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = ( I ↾ 𝐴) → (((𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = 𝑓) ↔ ((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓)))
10	9	ralbidv 3185	. . . 4 ⊢ (𝑖 = ( I ↾ 𝐴) → (∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = 𝑓) ↔ ∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓)))
11	10	adantl 487	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑖 = ( I ↾ 𝐴)) → (∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = 𝑓) ↔ ∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓)))
12		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
13	1, 12	efmndbasf 18987	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 ∈ (Base‘𝐺) → 𝑓:𝐴⟶𝐴)
14	13	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → 𝑓:𝐴⟶𝐴)
15		fcoi2 6751	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐴 → (( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓) = 𝑓)
16		fcoi1 6750	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐴 → (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)) = 𝑓)
17	15, 16	jca 521	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐴 → ((( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)) = 𝑓))
18	14, 17	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → ((( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)) = 𝑓))
19		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
20	1, 12, 19	efmndov 18993	. . . . . . . 8 ⊢ ((( I ↾ 𝐴) ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → (( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = (( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓))
21	4, 20	sylan 592	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → (( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = (( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓))
22	21	eqeq1d 2762	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → ((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ↔ (( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓) = 𝑓))
23	4	anim1ci 628	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → (𝑓 ∈ (Base‘𝐺) ∧ ( I ↾ 𝐴) ∈ (Base‘𝐺)))
24	1, 12, 19	efmndov 18993	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 ∈ (Base‘𝐺) ∧ ( I ↾ 𝐴) ∈ (Base‘𝐺)) → (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)))
25	23, 24	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)))
26	25	eqeq1d 2762	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → ((𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓 ↔ (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)) = 𝑓))
27	22, 26	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → (((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓) ↔ ((( I ↾ 𝐴) ∘ 𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓 ∘ ( I ↾ 𝐴)) = 𝑓)))
28	18, 27	mpbird 260	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝐺)) → ((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓))
29	28	ralrimiva 3154	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((( I ↾ 𝐴)(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)( I ↾ 𝐴)) = 𝑓))
30	4, 11, 29	rspcedvd 3578	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ∃𝑖 ∈ (Base‘𝐺)∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = 𝑓))
31	12, 19	ismnddef 18841	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Mnd ↔ (𝐺 ∈ Smgrp ∧ ∃𝑖 ∈ (Base‘𝐺)∀𝑓 ∈ (Base‘𝐺)((𝑖(+g‘𝐺)𝑓) = 𝑓 ∧ (𝑓(+g‘𝐺)𝑖) = 𝑓)))
32	3, 30, 31	sylanbrc 595	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝐺 ∈ Mnd)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   I cid 5549   ↾ cres 5657   ∘ ccom 5659  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7414  Basecbs 17304  +_gcplusg 17345  Smgrpcsgrp 18823  Mndcmnd 18839  EndoFMndcefmnd 18980

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 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  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-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8458  df-er 8699  df-map 8831  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-4 12332  df-5 12333  df-6 12334  df-7 12335  df-8 12336  df-9 12337  df-n0 12532  df-z 12619  df-uz 12891  df-fz 13565  df-struct 17242  df-slot 17277  df-ndx 17289  df-base 17305  df-plusg 17358  df-tset 17364  df-mgm 18733  df-sgrp 18824  df-mnd 18840  df-efmnd 18981

This theorem is used by:  efmnd0nmnd  19002  submefmnd  19007  sursubmefmnd  19008  injsubmefmnd  19009  idressubmefmnd  19010  idresefmnd  19011  symgsubmefmndALT  19533  efmndtmd  24330