Theorem mgm2nsgrplem4 18848

Description: Lemma 4 for mgm2nsgrp 18849: M is not a semigroup. (Contributed by AV, 28-Jan-2020.) (Proof shortened by AV, 31-Jan-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
mgm2nsgrp.s	⊢ 𝑆 = {𝐴, 𝐵}
mgm2nsgrp.b	⊢ (Base‘𝑀) = 𝑆
mgm2nsgrp.o	⊢ (+g‘𝑀) = (𝑥 ∈ 𝑆, 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ if((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐴), 𝐵, 𝐴))

Assertion

Ref	Expression
mgm2nsgrplem4	⊢ ((♯‘𝑆) = 2 → 𝑀 ∉ Smgrp)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝑀,𝑦

Proof of Theorem mgm2nsgrplem4

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mgm2nsgrp.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = {𝐴, 𝐵}
2	1	hashprdifel 14363	. . 3 ⊢ ((♯‘𝑆) = 2 → (𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵))
3		simp1 1136	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐴 ∈ 𝑆)
4		simp2 1137	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐵 ∈ 𝑆)
5	3, 3, 4	3jca 1128	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆))
6	2, 5	syl 17	. 2 ⊢ ((♯‘𝑆) = 2 → (𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆))
7		simp3 1138	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → 𝐴 ≠ 𝐵)
8		mgm2nsgrp.b	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑀) = 𝑆
9		mgm2nsgrp.o	. . . . . 6 ⊢ (+g‘𝑀) = (𝑥 ∈ 𝑆, 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ if((𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐴), 𝐵, 𝐴))
10		eqid 2729	. . . . . 6 ⊢ (+g‘𝑀) = (+g‘𝑀)
11	1, 8, 9, 10	mgm2nsgrplem2 18846	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → ((𝐴(+g‘𝑀)𝐴)(+g‘𝑀)𝐵) = 𝐴)
12	11	3adant3 1132	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴(+g‘𝑀)𝐴)(+g‘𝑀)𝐵) = 𝐴)
13	1, 8, 9, 10	mgm2nsgrplem3 18847	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (𝐴(+g‘𝑀)(𝐴(+g‘𝑀)𝐵)) = 𝐵)
14	13	3adant3 1132	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (𝐴(+g‘𝑀)(𝐴(+g‘𝑀)𝐵)) = 𝐵)
15	7, 12, 14	3netr4d 3002	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → ((𝐴(+g‘𝑀)𝐴)(+g‘𝑀)𝐵) ≠ (𝐴(+g‘𝑀)(𝐴(+g‘𝑀)𝐵)))
16	2, 15	syl 17	. 2 ⊢ ((♯‘𝑆) = 2 → ((𝐴(+g‘𝑀)𝐴)(+g‘𝑀)𝐵) ≠ (𝐴(+g‘𝑀)(𝐴(+g‘𝑀)𝐵)))
17	8	eqcomi 2738	. . 3 ⊢ 𝑆 = (Base‘𝑀)
18	17, 10	isnsgrp 18650	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐴 ∈ 𝑆 ∧ 𝐵 ∈ 𝑆) → (((𝐴(+g‘𝑀)𝐴)(+g‘𝑀)𝐵) ≠ (𝐴(+g‘𝑀)(𝐴(+g‘𝑀)𝐵)) → 𝑀 ∉ Smgrp))
19	6, 16, 18	sylc 65	1 ⊢ ((♯‘𝑆) = 2 → 𝑀 ∉ Smgrp)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925   ∉ wnel 3029  ifcif 4488  {cpr 4591  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387   ∈ cmpo 7389  2c2 12241  ♯chash 14295  Basecbs 17179  +_gcplusg 17220  Smgrpcsgrp 18645

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-oadd 8438  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-dju 9854  df-card 9892  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-fz 13469  df-hash 14296  df-sgrp 18646

This theorem is referenced by:  mgm2nsgrp  18849  mgmnsgrpex  18858