Theorem opmpt2ismgm 42822

Description: A structure with a group addition operation in maps-to notation is a magma if the operation value is contained in the base set. (Contributed by AV, 16-Feb-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
opmpt2ismgm.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
opmpt2ismgm.p	⊢ (+g‘𝑀) = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)
opmpt2ismgm.n	⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ ∅)
opmpt2ismgm.c	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝐶 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
opmpt2ismgm	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Mgm)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝑀   𝜑,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥,𝑦)   𝑀(𝑦)

Proof of Theorem opmpt2ismgm

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑒 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opmpt2ismgm.c	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝐶 ∈ 𝐵)
2	1	ralrimivva 3153	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ 𝐵)
3	2	adantr 474	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ 𝐵)
4		simprl 761	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝑎 ∈ 𝐵)
5		simprr 763	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝑏 ∈ 𝐵)
6		eqid 2778	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶) = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)
7	6	ovmpt2elrn 7521	. . . 4 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝐶 ∈ 𝐵 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵)
8	3, 4, 5, 7	syl3anc 1439	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵)
9	8	ralrimivva 3153	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵)
10		opmpt2ismgm.n	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ ∅)
11		n0 4159	. . . 4 ⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑒 𝑒 ∈ 𝐵)
12		opmpt2ismgm.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
13		opmpt2ismgm.p	. . . . . . 7 ⊢ (+g‘𝑀) = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)
14	13	eqcomi 2787	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶) = (+g‘𝑀)
15	12, 14	ismgmn0 17630	. . . . 5 ⊢ (𝑒 ∈ 𝐵 → (𝑀 ∈ Mgm ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵))
16	15	exlimiv 1973	. . . 4 ⊢ (∃𝑒 𝑒 ∈ 𝐵 → (𝑀 ∈ Mgm ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵))
17	11, 16	sylbi 209	. . 3 ⊢ (𝐵 ≠ ∅ → (𝑀 ∈ Mgm ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵))
18	10, 17	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑀 ∈ Mgm ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑎(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)𝑏) ∈ 𝐵))
19	9, 18	mpbird 249	1 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Mgm)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 386   = wceq 1601  ∃wex 1823   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2969  ∀wral 3090  ∅c0 4141  ‘cfv 6135  (class class class)co 6922   ↦ cmpt2 6924  Basecbs 16255  +_gcplusg 16338  Mgmcmgm 17626

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-ral 3095  df-rex 3096  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-nul 4142  df-if 4308  df-sn 4399  df-pr 4401  df-op 4405  df-uni 4672  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-id 5261  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-fv 6143  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-mgm 17628

This theorem is referenced by:  copissgrp  42823