Theorem grp1 18960

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 18687	. 2 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝑀 ∈ Mnd)
3		df-ov 7349	. . . . 5 ⊢ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}‘⟨𝐼, 𝐼⟩)
4		opex 5402	. . . . . 6 ⊢ ⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V
5		fvsng 7114	. . . . . 6 ⊢ ((⟨𝐼, 𝐼⟩ ∈ V ∧ 𝐼 ∈ 𝑉) → ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}‘⟨𝐼, 𝐼⟩) = 𝐼)
6	4, 5	mpan 690	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}‘⟨𝐼, 𝐼⟩) = 𝐼)
7	3, 6	eqtrid 2778	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = 𝐼)
8	1	mnd1id 18688	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (0g‘𝑀) = 𝐼)
9	7, 8	eqtr4d 2769	. . 3 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀))
10		oveq2 7354	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝐼 → (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼))
11	10	eqeq1d 2733	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝐼 → ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀) ↔ (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
12	11	rexbidv 3156	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 𝐼 → (∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀) ↔ ∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
13	12	ralsng 4625	. . . 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 7353	. . . . . 6 ⊢ (𝑒 = 𝐼 → (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼))
15	14	eqeq1d 2733	. . . . 5 ⊢ (𝑒 = 𝐼 → ((𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
16	15	rexsng 4626	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀) ↔ (𝐼{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝐼) = (0g‘𝑀)))
17	13, 16	bitrd 279	. . 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 257	. 2 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → ∀𝑖 ∈ {𝐼}∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀))
19		snex 5372	. . . 4 ⊢ {𝐼} ∈ V
20	1	grpbase 17193	. . . 4 ⊢ ({𝐼} ∈ V → {𝐼} = (Base‘𝑀))
21	19, 20	ax-mp 5	. . 3 ⊢ {𝐼} = (Base‘𝑀)
22		snex 5372	. . . 4 ⊢ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V
23	1	grpplusg 17194	. . . 4 ⊢ ({⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} ∈ V → {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} = (+g‘𝑀))
24	22, 23	ax-mp 5	. . 3 ⊢ {⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩} = (+g‘𝑀)
25		eqid 2731	. . 3 ⊢ (0g‘𝑀) = (0g‘𝑀)
26	21, 24, 25	isgrp 18852	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ Grp ↔ (𝑀 ∈ Mnd ∧ ∀𝑖 ∈ {𝐼}∃𝑒 ∈ {𝐼} (𝑒{⟨⟨𝐼, 𝐼⟩, 𝐼⟩}𝑖) = (0g‘𝑀)))
27	2, 18, 26	sylanbrc 583	1 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → 𝑀 ∈ Grp)

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1541   ∈ wcel 2111  ∀wral 3047  ∃wrex 3056  Vcvv 3436  {csn 4573  {cpr 4575  ⟨cop 4579  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  ndxcnx 17104  Basecbs 17120  +_gcplusg 17161  0_gc0g 17343  Mndcmnd 18642  Grpcgrp 18846

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7668  ax-cnex 11062  ax-resscn 11063  ax-1cn 11064  ax-icn 11065  ax-addcl 11066  ax-addrcl 11067  ax-mulcl 11068  ax-mulrcl 11069  ax-mulcom 11070  ax-addass 11071  ax-mulass 11072  ax-distr 11073  ax-i2m1 11074  ax-1ne0 11075  ax-1rid 11076  ax-rnegex 11077  ax-rrecex 11078  ax-cnre 11079  ax-pre-lttri 11080  ax-pre-lttrn 11081  ax-pre-ltadd 11082  ax-pre-mulgt0 11083

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4281  df-if 4473  df-pw 4549  df-sn 4574  df-pr 4576  df-op 4580  df-uni 4857  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-1o 8385  df-er 8622  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-fin 8873  df-pnf 11148  df-mnf 11149  df-xr 11150  df-ltxr 11151  df-le 11152  df-sub 11346  df-neg 11347  df-nn 12126  df-2 12188  df-n0 12382  df-z 12469  df-uz 12733  df-fz 13408  df-struct 17058  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-plusg 17174  df-0g 17345  df-mgm 18548  df-sgrp 18627  df-mnd 18643  df-grp 18849

This theorem is referenced by:  grp1inv  18961  abl1  19778  ring1  20228  lmod1  48532