| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|
| 1 |  | simpl 482 | . . . . . . . 8
⊢ (((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) → (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧) | 
| 2 | 1 | ralimi 3083 | . . . . . . 7
⊢
(∀𝑧 ∈
𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧) | 
| 3 |  | oveq2 7439 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑢𝐺𝑧) = (𝑢𝐺𝑥)) | 
| 4 |  | id 22 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑧 = 𝑥 → 𝑧 = 𝑥) | 
| 5 | 3, 4 | eqeq12d 2753 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑧 = 𝑥 → ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ↔ (𝑢𝐺𝑥) = 𝑥)) | 
| 6 | 5 | rspccva 3621 | . . . . . . 7
⊢
((∀𝑧 ∈
𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑢𝐺𝑥) = 𝑥) | 
| 7 | 2, 6 | sylan 580 | . . . . . 6
⊢
((∀𝑧 ∈
𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑢𝐺𝑥) = 𝑥) | 
| 8 | 7 | adantll 714 | . . . . 5
⊢ (((𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑢𝐺𝑥) = 𝑥) | 
| 9 | 8 | adantll 714 | . . . 4
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑢𝐺𝑥) = 𝑥) | 
| 10 |  | simpl 482 | . . . . . . 7
⊢ ((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) → 𝐺 ∈ GrpOp) | 
| 11 | 10 | anim1i 615 | . . . . . 6
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋)) | 
| 12 |  | id 22 | . . . . . . . . . 10
⊢ ((𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑢 ∈ 𝑋) → (𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑢 ∈ 𝑋)) | 
| 13 | 12 | adantrr 717 | . . . . . . . . 9
⊢ ((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) → (𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑢 ∈ 𝑋)) | 
| 14 | 13 | adantr 480 | . . . . . . . 8
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑢 ∈ 𝑋)) | 
| 15 | 2 | adantl 481 | . . . . . . . . 9
⊢ ((𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢)) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧) | 
| 16 | 15 | ad2antlr 727 | . . . . . . . 8
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧) | 
| 17 |  | simpr 484 | . . . . . . . . . . 11
⊢ (((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) → ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) | 
| 18 | 17 | ralimi 3083 | . . . . . . . . . 10
⊢
(∀𝑧 ∈
𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) | 
| 19 | 18 | adantl 481 | . . . . . . . . 9
⊢ ((𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢)) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) | 
| 20 | 19 | ad2antlr 727 | . . . . . . . 8
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) | 
| 21 | 14, 16, 20 | jca32 515 | . . . . . . 7
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑢 ∈ 𝑋) ∧ (∀𝑧 ∈ 𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) | 
| 22 |  | grpfo.1 | . . . . . . . 8
⊢ 𝑋 = ran 𝐺 | 
| 23 |  | biid 261 | . . . . . . . 8
⊢
(∀𝑧 ∈
𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧) | 
| 24 |  | biid 261 | . . . . . . . 8
⊢
(∀𝑧 ∈
𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢) | 
| 25 | 22, 23, 24 | grpoidinvlem3 30525 | . . . . . . 7
⊢ ((((𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑢 ∈ 𝑋) ∧ (∀𝑧 ∈ 𝑋 (𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ∧ (𝑥𝐺𝑦) = 𝑢)) | 
| 26 | 21, 25 | sylancom 588 | . . . . . 6
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ∧ (𝑥𝐺𝑦) = 𝑢)) | 
| 27 | 22 | grpoidinvlem4 30526 | . . . . . 6
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ∧ (𝑥𝐺𝑦) = 𝑢)) → (𝑥𝐺𝑢) = (𝑢𝐺𝑥)) | 
| 28 | 11, 26, 27 | syl2anc 584 | . . . . 5
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑥𝐺𝑢) = (𝑢𝐺𝑥)) | 
| 29 | 28, 9 | eqtrd 2777 | . . . 4
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑥𝐺𝑢) = 𝑥) | 
| 30 | 9, 29, 26 | jca31 514 | . . 3
⊢ (((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥𝐺𝑢) = 𝑥) ∧ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ∧ (𝑥𝐺𝑦) = 𝑢))) | 
| 31 | 30 | ralrimiva 3146 | . 2
⊢ ((𝐺 ∈ GrpOp ∧ (𝑢 ∈ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢))) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥𝐺𝑢) = 𝑥) ∧ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ∧ (𝑥𝐺𝑦) = 𝑢))) | 
| 32 | 22 | grpolidinv 30520 | . 2
⊢ (𝐺 ∈ GrpOp →
∃𝑢 ∈ 𝑋 ∀𝑧 ∈ 𝑋 ((𝑢𝐺𝑧) = 𝑧 ∧ ∃𝑤 ∈ 𝑋 (𝑤𝐺𝑧) = 𝑢)) | 
| 33 | 31, 32 | reximddv 3171 | 1
⊢ (𝐺 ∈ GrpOp →
∃𝑢 ∈ 𝑋 ∀𝑥 ∈ 𝑋 (((𝑢𝐺𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥𝐺𝑢) = 𝑥) ∧ ∃𝑦 ∈ 𝑋 ((𝑦𝐺𝑥) = 𝑢 ∧ (𝑥𝐺𝑦) = 𝑢))) |