Theorem grp1 19113

Description: The (smallest) structure representing a trivial group. According to Wikipedia ("Trivial group", 28-Apr-2019, https://en.wikipedia.org/wiki/Trivial_group) "In mathematics, a trivial group is a group consisting of a single element. All such groups are isomorphic, so one often speaks of the trivial group. The single element of the trivial group is the identity element". (Contributed by AV, 28-Apr-2019.)

Hypothesis

Ref	Expression
grp1.m	⊢ 𝑀 = {⟨(Base‘ndx), {𝐼}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}⟩}

Assertion

Ref	Expression
grp1	⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝑀 ∈ Grp)

Proof of Theorem grp1

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		grp1.m	. . 3 ⊢ 𝑀 = {⟨(Base‘ndx), {𝐼}⟩, ⟨(+g‘ndx), {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}⟩}
2	1	mnd1 18837	. 2 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝑀 ∈ Mnd)
3		df-ov 7414	. . . . 5 ⊢ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}‘⟨𝐼, 𝐼⟩)
4		opex 5446	. . . . . 6 ⊢ ⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V
5		fvsng 7179	. . . . . 6 ⊢ ((⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}‘⟨𝐼, 𝐼⟩) = 𝐼)
6	4, 5	mpan 702	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}‘⟨𝐼, 𝐼⟩) = 𝐼)
7	3, 6	eqtrid 2816	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = 𝐼)
8	1	mnd1id 18838	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (0g‘𝑀) = 𝐼)
9	7, 8	eqtr4d 2807	. . 3 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀))
10		oveq2 7419	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝐼 → (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼))
11	10	eqeq1d 2771	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝐼 → ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀) ↔ (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
12	11	rexbidv 3195	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 𝐼 → (∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀) ↔ ∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
13	12	ralsng 4646	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (∀𝑖 ∈ {𝐼}∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀) ↔ ∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
14		oveq1 7418	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = 𝐼 → (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼))
15	14	eqeq1d 2771	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = 𝐼 → ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
16	15	rexsng 4647	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
17	13, 16	bitrd 282	. . 3 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (∀𝑖 ∈ {𝐼}∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
18	9, 17	mpbird 260	. 2 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → ∀𝑖 ∈ {𝐼}∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀))
19		snex 5411	. . . 4 ⊢ {𝐼} ∈ V
20	1	grpbase 17342	. . . 4 ⊢ ({𝐼} ∈ V → {𝐼} = (Base‘𝑀))
21	19, 20	ax-mp 5	. . 3 ⊢ {𝐼} = (Base‘𝑀)
22		snex 5411	. . . 4 ⊢ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V
23	1	grpplusg 17343	. . . 4 ⊢ ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V → {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} = (+g‘𝑀))
24	22, 23	ax-mp 5	. . 3 ⊢ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} = (+g‘𝑀)
25		eqid 2769	. . 3 ⊢ (0g‘𝑀) = (0g‘𝑀)
26	21, 24, 25	isgrp 19006	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ Grp ↔ (𝑀 ∈ Mnd ∧ ∀𝑖 ∈ {𝐼}∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀)))
27	2, 18, 26	sylanbrc 594	1 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝑀 ∈ Grp)

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1567   ∈ wcel 2149  ∀wral 3085  ∃wrex 3095  Vcvv 3463  {csn 4594  {cpr 4596  ⟨cop 4600  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411  ndxcnx 17253  Basecbs 17269  +_gcplusg 17310  0_gc0g 17492  Mndcmnd 18792  Grpcgrp 19000

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-er 8694  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-nn 12234  df-2 12303  df-n0 12505  df-z 12592  df-uz 12863  df-fz 13536  df-struct 17207  df-slot 17242  df-ndx 17254  df-base 17270  df-plusg 17323  df-0g 17494  df-mgm 18698  df-sgrp 18777  df-mnd 18793  df-grp 19003

This theorem is referenced by:  grp1inv  19114  abl1  19936  ring1  20393  lmod1  49157