Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  nn0mnd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nn0mnd 46575
Description: The set of nonnegative integers under (complex) addition is a monoid. Example in [Lang] p. 6. Remark: 𝑀 could have also been written as (β„‚fld β†Ύs β„•0). (Contributed by AV, 27-Dec-2023.)
Hypothesis
Ref Expression
nn0mnd.g 𝑀 = {⟨(Baseβ€˜ndx), β„•0⟩, ⟨(+gβ€˜ndx), + ⟩}
Assertion
Ref Expression
nn0mnd 𝑀 ∈ Mnd

Proof of Theorem nn0mnd
Dummy variables π‘₯ 𝑦 𝑧 𝑒 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nn0addcl 12503 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0) β†’ (π‘₯ + 𝑦) ∈ β„•0)
2 nn0cn 12478 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ π‘₯ ∈ β„‚)
3 nn0cn 12478 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ β„•0 β†’ 𝑦 ∈ β„‚)
4 nn0cn 12478 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ β„•0 β†’ 𝑧 ∈ β„‚)
52, 3, 43anim123i 1151 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0 ∧ 𝑧 ∈ β„•0) β†’ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚))
653expa 1118 . . . . . . 7 (((π‘₯ ∈ β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ 𝑧 ∈ β„•0) β†’ (π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚))
7 addass 11193 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„‚ ∧ 𝑧 ∈ β„‚) β†’ ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧)))
86, 7syl 17 . . . . . 6 (((π‘₯ ∈ β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ 𝑧 ∈ β„•0) β†’ ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧)))
98ralrimiva 3146 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0) β†’ βˆ€π‘§ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧)))
101, 9jca 512 . . . 4 ((π‘₯ ∈ β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0) β†’ ((π‘₯ + 𝑦) ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘§ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧))))
1110rgen2 3197 . . 3 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 βˆ€π‘¦ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘§ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧)))
12 c0ex 11204 . . . . 5 0 ∈ V
13 eleq1 2821 . . . . . 6 (𝑒 = 0 β†’ (𝑒 ∈ β„•0 ↔ 0 ∈ β„•0))
14 oveq1 7412 . . . . . . . . 9 (𝑒 = 0 β†’ (𝑒 + π‘₯) = (0 + π‘₯))
1514eqeq1d 2734 . . . . . . . 8 (𝑒 = 0 β†’ ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ↔ (0 + π‘₯) = π‘₯))
16 oveq2 7413 . . . . . . . . 9 (𝑒 = 0 β†’ (π‘₯ + 𝑒) = (π‘₯ + 0))
1716eqeq1d 2734 . . . . . . . 8 (𝑒 = 0 β†’ ((π‘₯ + 𝑒) = π‘₯ ↔ (π‘₯ + 0) = π‘₯))
1815, 17anbi12d 631 . . . . . . 7 (𝑒 = 0 β†’ (((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯) ↔ ((0 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 0) = π‘₯)))
1918ralbidv 3177 . . . . . 6 (𝑒 = 0 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((0 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 0) = π‘₯)))
2013, 19anbi12d 631 . . . . 5 (𝑒 = 0 β†’ ((𝑒 ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯)) ↔ (0 ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((0 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 0) = π‘₯))))
21 0nn0 12483 . . . . . 6 0 ∈ β„•0
222addlidd 11411 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ (0 + π‘₯) = π‘₯)
232addridd 11410 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ (π‘₯ + 0) = π‘₯)
2422, 23jca 512 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ((0 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 0) = π‘₯))
2524rgen 3063 . . . . . 6 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((0 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 0) = π‘₯)
2621, 25pm3.2i 471 . . . . 5 (0 ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((0 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 0) = π‘₯))
2712, 20, 26ceqsexv2d 3528 . . . 4 βˆƒπ‘’(𝑒 ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯))
28 df-rex 3071 . . . 4 (βˆƒπ‘’ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯) ↔ βˆƒπ‘’(𝑒 ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯)))
2927, 28mpbir 230 . . 3 βˆƒπ‘’ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯)
3011, 29pm3.2i 471 . 2 (βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 βˆ€π‘¦ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘§ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧))) ∧ βˆƒπ‘’ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯))
31 nn0ex 12474 . . . 4 β„•0 ∈ V
32 nn0mnd.g . . . . 5 𝑀 = {⟨(Baseβ€˜ndx), β„•0⟩, ⟨(+gβ€˜ndx), + ⟩}
3332grpbase 17227 . . . 4 (β„•0 ∈ V β†’ β„•0 = (Baseβ€˜π‘€))
3431, 33ax-mp 5 . . 3 β„•0 = (Baseβ€˜π‘€)
35 addex 12968 . . . 4 + ∈ V
3632grpplusg 17229 . . . 4 ( + ∈ V β†’ + = (+gβ€˜π‘€))
3735, 36ax-mp 5 . . 3 + = (+gβ€˜π‘€)
3834, 37ismnd 18624 . 2 (𝑀 ∈ Mnd ↔ (βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 βˆ€π‘¦ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) ∈ β„•0 ∧ βˆ€π‘§ ∈ β„•0 ((π‘₯ + 𝑦) + 𝑧) = (π‘₯ + (𝑦 + 𝑧))) ∧ βˆƒπ‘’ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 ((𝑒 + π‘₯) = π‘₯ ∧ (π‘₯ + 𝑒) = π‘₯)))
3930, 38mpbir 230 1 𝑀 ∈ Mnd
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541  βˆƒwex 1781   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  Vcvv 3474  {cpr 4629  βŸ¨cop 4633  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  β„‚cc 11104  0cc0 11106   + caddc 11109  β„•0cn0 12468  ndxcnx 17122  Basecbs 17140  +gcplusg 17193  Mndcmnd 18621
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-addf 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-fz 13481  df-struct 17076  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-plusg 17206  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator