Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  grplsm0l Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem grplsm0l 32513
Description: Sumset with the identity singleton is the original set. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Jul-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
grplsm0l.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
grplsm0l.p = (LSSum‘𝐺)
grplsm0l.0 0 = (0g𝐺)
Assertion
Ref Expression
grplsm0l ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → ({ 0 } 𝐴) = 𝐴)

Proof of Theorem grplsm0l
Dummy variables 𝑥 𝑎 𝑜 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 grplsm0l.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐺)
2 grplsm0l.0 . . . . . . 7 0 = (0g𝐺)
31, 2grpidcl 18850 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp → 0𝐵)
43snssd 4813 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp → { 0 } ⊆ 𝐵)
5 eqid 2733 . . . . . . . 8 (+g𝐺) = (+g𝐺)
6 grplsm0l.p . . . . . . . 8 = (LSSum‘𝐺)
71, 5, 6lsmelvalx 19508 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ { 0 } ⊆ 𝐵𝐴𝐵) → (𝑥 ∈ ({ 0 } 𝐴) ↔ ∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎)))
873expa 1119 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ { 0 } ⊆ 𝐵) ∧ 𝐴𝐵) → (𝑥 ∈ ({ 0 } 𝐴) ↔ ∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎)))
98an32s 651 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵) ∧ { 0 } ⊆ 𝐵) → (𝑥 ∈ ({ 0 } 𝐴) ↔ ∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎)))
104, 9mpidan 688 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵) → (𝑥 ∈ ({ 0 } 𝐴) ↔ ∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎)))
11103adant3 1133 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → (𝑥 ∈ ({ 0 } 𝐴) ↔ ∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎)))
12 simpl1 1192 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑎𝐴) → 𝐺 ∈ Grp)
13 simp2 1138 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → 𝐴𝐵)
1413sselda 3983 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑎𝐴) → 𝑎𝐵)
151, 5, 2grplid 18852 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑎𝐵) → ( 0 (+g𝐺)𝑎) = 𝑎)
1612, 14, 15syl2anc 585 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑎𝐴) → ( 0 (+g𝐺)𝑎) = 𝑎)
1716eqeq2d 2744 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑎𝐴) → (𝑥 = ( 0 (+g𝐺)𝑎) ↔ 𝑥 = 𝑎))
18 equcom 2022 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑎𝑎 = 𝑥)
1917, 18bitrdi 287 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑎𝐴) → (𝑥 = ( 0 (+g𝐺)𝑎) ↔ 𝑎 = 𝑥))
2019rexbidva 3177 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → (∃𝑎𝐴 𝑥 = ( 0 (+g𝐺)𝑎) ↔ ∃𝑎𝐴 𝑎 = 𝑥))
212fvexi 6906 . . . . 5 0 ∈ V
22 oveq1 7416 . . . . . . 7 (𝑜 = 0 → (𝑜(+g𝐺)𝑎) = ( 0 (+g𝐺)𝑎))
2322eqeq2d 2744 . . . . . 6 (𝑜 = 0 → (𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎) ↔ 𝑥 = ( 0 (+g𝐺)𝑎)))
2423rexbidv 3179 . . . . 5 (𝑜 = 0 → (∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎) ↔ ∃𝑎𝐴 𝑥 = ( 0 (+g𝐺)𝑎)))
2521, 24rexsn 4687 . . . 4 (∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎) ↔ ∃𝑎𝐴 𝑥 = ( 0 (+g𝐺)𝑎))
26 risset 3231 . . . 4 (𝑥𝐴 ↔ ∃𝑎𝐴 𝑎 = 𝑥)
2720, 25, 263bitr4g 314 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → (∃𝑜 ∈ { 0 }∃𝑎𝐴 𝑥 = (𝑜(+g𝐺)𝑎) ↔ 𝑥𝐴))
2811, 27bitrd 279 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → (𝑥 ∈ ({ 0 } 𝐴) ↔ 𝑥𝐴))
2928eqrdv 2731 1 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐵𝐴 ≠ ∅) → ({ 0 } 𝐴) = 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 397  w3a 1088   = wceq 1542  wcel 2107  wne 2941  wrex 3071  wss 3949  c0 4323  {csn 4629  cfv 6544  (class class class)co 7409  Basecbs 17144  +gcplusg 17197  0gc0g 17385  Grpcgrp 18819  LSSumclsm 19502
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-0g 17387  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-grp 18822  df-lsm 19504
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator