Theorem qusmgm 18865

Description: Prove that a quotient structure is a unital magma. (Contributed by Thierry Arnoux, 31-Aug-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
qusmgm.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝑅 /s ∼ ))
qusmgm.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
qusmgm.p	⊢ + = (+g‘𝑅)
qusmgm.r	⊢ (𝜑 → ∼ Er 𝑉)
qusmgm.x	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑋)
qusmgm.e	⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) ∼ (𝑝 + 𝑞)))
qusmgm.1	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
qusmgm.2	⊢ (𝜑 → 0 ∈ 𝑉)
qusmgm.3	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ( 0 + 𝑥) ∼ 𝑥)
qusmgm.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥 + 0 ) ∼ 𝑥)

Assertion

Ref	Expression
qusmgm	⊢ (𝜑 → (𝑈 ∈ Mgm ∧ [ 0 ] ∼ = (0g‘𝑈)))

Distinct variable groups:   + ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦   0 ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥   ∼ ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦   𝑅,𝑝,𝑞   𝑈,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦   𝑉,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦   𝜑,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑅(𝑥, 𝑦, 𝑎, 𝑏)   𝑋(𝑥, 𝑦, 𝑞, 𝑝, 𝑎, 𝑏)   0 (𝑦)

Proof of Theorem qusmgm

Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		qusmgm.u	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝑅 /s ∼ ))
2		qusmgm.v	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
3		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ) = (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )
4		qusmgm.r	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∼ Er 𝑉)
5		fvex 6898	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) ∈ V
6	2, 5	eqeltrdi 2868	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ V)
7		erex 8743	. . . . 5 ⊢ ( ∼ Er 𝑉 → (𝑉 ∈ V → ∼ ∈ V))
8	4, 6, 7	sylc 66	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∼ ∈ V)
9		qusmgm.x	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑋)
10	1, 2, 3, 8, 9	qusval 17715	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ) “s 𝑅))
11		qusmgm.p	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝑅)
12	1, 2, 3, 8, 9	quslem 17716	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ):𝑉–onto→(𝑉 / ∼ ))
13		qusmgm.1	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
14	13	3expb 1138	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
15		qusmgm.e	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) ∼ (𝑝 + 𝑞)))
16	4, 6, 3, 14, 15	ercpbl 17722	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑎) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑝) ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑏) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑞)) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑝 + 𝑞))))
17		qusmgm.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ 𝑉)
18	4	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ∼ Er 𝑉)
19		qusmgm.3	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ( 0 + 𝑥) ∼ 𝑥)
20	18, 19	erthi 8775	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → [( 0 + 𝑥)] ∼ = [𝑥] ∼ )
21	6	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑉 ∈ V)
22	18, 21, 3	divsfval 17720	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘( 0 + 𝑥)) = [( 0 + 𝑥)] ∼ )
23	18, 21, 3	divsfval 17720	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑥) = [𝑥] ∼ )
24	20, 22, 23	3eqtr4d 2805	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘( 0 + 𝑥)) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑥))
25		qusmgm.4	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥 + 0 ) ∼ 𝑥)
26	18, 25	erthi 8775	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → [(𝑥 + 0 )] ∼ = [𝑥] ∼ )
27	18, 21, 3	divsfval 17720	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑥 + 0 )) = [(𝑥 + 0 )] ∼ )
28	26, 27, 23	3eqtr4d 2805	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑥 + 0 )) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑥))
29	10, 2, 11, 12, 16, 9, 13, 17, 24, 28	imasmgm2 18864	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑈 ∈ Mgm ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘ 0 ) = (0g‘𝑈)))
30	4, 6, 3	divsfval 17720	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘ 0 ) = [ 0 ] ∼ )
31	30	eqcomd 2766	. . . 4 ⊢ (𝜑 → [ 0 ] ∼ = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘ 0 ))
32	31	eqeq1d 2762	. . 3 ⊢ (𝜑 → ([ 0 ] ∼ = (0g‘𝑈) ↔ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘ 0 ) = (0g‘𝑈)))
33	32	anbi2d 642	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑈 ∈ Mgm ∧ [ 0 ] ∼ = (0g‘𝑈)) ↔ (𝑈 ∈ Mgm ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘ 0 ) = (0g‘𝑈))))
34	29, 33	mpbird 260	1 ⊢ (𝜑 → (𝑈 ∈ Mgm ∧ [ 0 ] ∼ = (0g‘𝑈)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  Vcvv 3450   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   Er wer 8715  [cec 8716   / cqs 8717  Basecbs 17388  +_gcplusg 17429  0_gc0g 17611   /_s cqus 17678  Mgmcmgm 18815

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11257  ax-resscn 11258  ax-1cn 11259  ax-icn 11260  ax-addcl 11261  ax-addrcl 11262  ax-mulcl 11263  ax-mulrcl 11264  ax-mulcom 11265  ax-addass 11266  ax-mulass 11267  ax-distr 11268  ax-i2m1 11269  ax-1ne0 11270  ax-1rid 11271  ax-rnegex 11272  ax-rrecex 11273  ax-cnre 11274  ax-pre-lttri 11275  ax-pre-lttrn 11276  ax-pre-ltadd 11277  ax-pre-mulgt0 11278

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8300  df-wrecs 8331  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-1o 8477  df-er 8718  df-ec 8720  df-qs 8724  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-fin 8978  df-sup 9435  df-inf 9436  df-pnf 11346  df-mnf 11347  df-xr 11348  df-ltxr 11349  df-le 11350  df-sub 11544  df-neg 11545  df-nn 12337  df-2 12406  df-3 12407  df-4 12408  df-5 12409  df-6 12410  df-7 12411  df-8 12412  df-9 12413  df-n0 12608  df-z 12695  df-dec 12816  df-uz 12967  df-fz 13641  df-struct 17326  df-slot 17361  df-ndx 17373  df-base 17389  df-plusg 17442  df-mulr 17443  df-sca 17445  df-vsca 17446  df-ip 17447  df-tset 17448  df-ple 17449  df-ds 17451  df-0g 17613  df-imas 17681  df-qus 17682  df-mgm 18817

This theorem is used by:  angmgmlem  29396