MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  smndex1n0mnd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem smndex1n0mnd 18974
Description: The identity of the monoid 𝑀 of endofunctions on set 0 is not contained in the base set of the constructed monoid 𝑆. (Contributed by AV, 17-Feb-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
smndex1ibas.m 𝑀 = (EndoFMnd‘ℕ0)
smndex1ibas.n 𝑁 ∈ ℕ
smndex1ibas.i 𝐼 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ (𝑥 mod 𝑁))
smndex1ibas.g 𝐺 = (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝑥 ∈ ℕ0𝑛))
smndex1mgm.b 𝐵 = ({𝐼} ∪ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)})
smndex1mgm.s 𝑆 = (𝑀s 𝐵)
Assertion
Ref Expression
smndex1n0mnd (0g𝑀) ∉ 𝐵
Distinct variable groups:   𝑥,𝑁,𝑛   𝑥,𝑀   𝑛,𝐺   𝑛,𝑀   𝑥,𝐺   𝑛,𝐼,𝑥   𝑥,𝑆
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥,𝑛)   𝑆(𝑛)

Proof of Theorem smndex1n0mnd
StepHypRef Expression
1 smndex1ibas.n . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℕ
2 nnnn0 12511 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
3 fveq2 6882 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑁 → (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (( I ↾ ℕ0)‘𝑁))
41, 2ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 𝑁 ∈ ℕ0
5 fvresi 7172 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ0 → (( I ↾ ℕ0)‘𝑁) = 𝑁)
64, 5ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (( I ↾ ℕ0)‘𝑁) = 𝑁
73, 6eqtrdi 2820 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑁 → (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = 𝑁)
8 fveq2 6882 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑁 → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑁))
97, 8eqeq12d 2785 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑁 → ((( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥) ↔ 𝑁 = (𝐼𝑁)))
109notbid 321 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑁 → (¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥) ↔ ¬ 𝑁 = (𝐼𝑁)))
1110adantl 486 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 = 𝑁) → (¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥) ↔ ¬ 𝑁 = (𝐼𝑁)))
12 nnne0 12270 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ≠ 0)
1312neneqd 2969 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → ¬ 𝑁 = 0)
14 smndex1ibas.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ (𝑥 mod 𝑁))
15 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑁 → (𝑥 mod 𝑁) = (𝑁 mod 𝑁))
16 nnrp 13028 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
17 modid0 13930 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℝ+ → (𝑁 mod 𝑁) = 0)
1816, 17syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 mod 𝑁) = 0)
1915, 18sylan9eqr 2826 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑥 = 𝑁) → (𝑥 mod 𝑁) = 0)
20 c0ex 11200 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ V
2120a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ → 0 ∈ V)
2214, 19, 2, 21fvmptd2 6999 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → (𝐼𝑁) = 0)
2322eqeq2d 2780 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 = (𝐼𝑁) ↔ 𝑁 = 0))
2413, 23mtbird 328 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ¬ 𝑁 = (𝐼𝑁))
252, 11, 24rspcedvd 3592 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → ∃𝑥 ∈ ℕ0 ¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥))
261, 25ax-mp 5 . . . . . 6 𝑥 ∈ ℕ0 ¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥)
27 rexnal 3123 . . . . . 6 (∃𝑥 ∈ ℕ0 ¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥) ↔ ¬ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥))
2826, 27mpbi 233 . . . . 5 ¬ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥)
29 fnresi 6665 . . . . . 6 ( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0
30 ovex 7444 . . . . . . 7 (𝑥 mod 𝑁) ∈ V
3130, 14fnmpti 6679 . . . . . 6 𝐼 Fn ℕ0
32 eqfnfv 7026 . . . . . 6 ((( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0𝐼 Fn ℕ0) → (( I ↾ ℕ0) = 𝐼 ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥)))
3329, 31, 32mp2an 704 . . . . 5 (( I ↾ ℕ0) = 𝐼 ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = (𝐼𝑥))
3428, 33mtbir 326 . . . 4 ¬ ( I ↾ ℕ0) = 𝐼
354a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ0)
36 fveq2 6882 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑁 → ((𝐺𝑛)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑁))
377, 36eqeq12d 2785 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑁 → ((( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥) ↔ 𝑁 = ((𝐺𝑛)‘𝑁)))
3837notbid 321 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑁 → (¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥) ↔ ¬ 𝑁 = ((𝐺𝑛)‘𝑁)))
3938adantl 486 . . . . . . . 8 ((𝑛 ∈ (0..^𝑁) ∧ 𝑥 = 𝑁) → (¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥) ↔ ¬ 𝑁 = ((𝐺𝑛)‘𝑁)))
40 fzonel 13702 . . . . . . . . . . 11 ¬ 𝑁 ∈ (0..^𝑁)
41 eleq1 2857 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑁 → (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↔ 𝑁 ∈ (0..^𝑁)))
4241eqcoms 2777 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 = 𝑛 → (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↔ 𝑁 ∈ (0..^𝑁)))
4340, 42mtbiri 330 . . . . . . . . . 10 (𝑁 = 𝑛 → ¬ 𝑛 ∈ (0..^𝑁))
4443con2i 140 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ¬ 𝑁 = 𝑛)
45 nn0ex 12510 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
4645mptex 7222 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℕ0𝑛) ∈ V
47 smndex1ibas.g . . . . . . . . . . . . 13 𝐺 = (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝑥 ∈ ℕ0𝑛))
4847fvmpt2 7002 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ (0..^𝑁) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0𝑛) ∈ V) → (𝐺𝑛) = (𝑥 ∈ ℕ0𝑛))
4946, 48mpan2 703 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → (𝐺𝑛) = (𝑥 ∈ ℕ0𝑛))
50 eqidd 2770 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ (0..^𝑁) ∧ 𝑥 = 𝑁) → 𝑛 = 𝑛)
51 id 23 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → 𝑛 ∈ (0..^𝑁))
5249, 50, 35, 51fvmptd 6998 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ((𝐺𝑛)‘𝑁) = 𝑛)
5352eqeq2d 2780 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → (𝑁 = ((𝐺𝑛)‘𝑁) ↔ 𝑁 = 𝑛))
5444, 53mtbird 328 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ¬ 𝑁 = ((𝐺𝑛)‘𝑁))
5535, 39, 54rspcedvd 3592 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ∃𝑥 ∈ ℕ0 ¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥))
56 rexnal 3123 . . . . . . 7 (∃𝑥 ∈ ℕ0 ¬ (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥) ↔ ¬ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥))
5755, 56sylib 221 . . . . . 6 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ¬ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥))
58 vex 3467 . . . . . . . . 9 𝑛 ∈ V
59 eqid 2769 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℕ0𝑛) = (𝑥 ∈ ℕ0𝑛)
6058, 59fnmpti 6679 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℕ0𝑛) Fn ℕ0
6149fneq1d 6629 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ((𝐺𝑛) Fn ℕ0 ↔ (𝑥 ∈ ℕ0𝑛) Fn ℕ0))
6260, 61mpbiri 261 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → (𝐺𝑛) Fn ℕ0)
63 eqfnfv 7026 . . . . . . 7 ((( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0 ∧ (𝐺𝑛) Fn ℕ0) → (( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛) ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥)))
6429, 62, 63sylancr 598 . . . . . 6 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → (( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛) ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (( I ↾ ℕ0)‘𝑥) = ((𝐺𝑛)‘𝑥)))
6557, 64mtbird 328 . . . . 5 (𝑛 ∈ (0..^𝑁) → ¬ ( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛))
6665nrex 3099 . . . 4 ¬ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛)
6734, 66pm3.2ni 893 . . 3 ¬ (( I ↾ ℕ0) = 𝐼 ∨ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛))
68 smndex1ibas.m . . . . . . . 8 𝑀 = (EndoFMnd‘ℕ0)
6968efmndid 18947 . . . . . . 7 (ℕ0 ∈ V → ( I ↾ ℕ0) = (0g𝑀))
7045, 69ax-mp 5 . . . . . 6 ( I ↾ ℕ0) = (0g𝑀)
7170eqcomi 2778 . . . . 5 (0g𝑀) = ( I ↾ ℕ0)
72 smndex1mgm.b . . . . 5 𝐵 = ({𝐼} ∪ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)})
7371, 72eleq12i 2862 . . . 4 ((0g𝑀) ∈ 𝐵 ↔ ( I ↾ ℕ0) ∈ ({𝐼} ∪ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)}))
74 elun 4115 . . . . 5 (( I ↾ ℕ0) ∈ ({𝐼} ∪ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)}) ↔ (( I ↾ ℕ0) ∈ {𝐼} ∨ ( I ↾ ℕ0) ∈ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)}))
75 resiexg 7909 . . . . . . . 8 (ℕ0 ∈ V → ( I ↾ ℕ0) ∈ V)
7645, 75ax-mp 5 . . . . . . 7 ( I ↾ ℕ0) ∈ V
7776elsn 4609 . . . . . 6 (( I ↾ ℕ0) ∈ {𝐼} ↔ ( I ↾ ℕ0) = 𝐼)
78 eliun 4964 . . . . . . 7 (( I ↾ ℕ0) ∈ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)} ↔ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) ∈ {(𝐺𝑛)})
7976elsn 4609 . . . . . . . 8 (( I ↾ ℕ0) ∈ {(𝐺𝑛)} ↔ ( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛))
8079rexbii 3118 . . . . . . 7 (∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) ∈ {(𝐺𝑛)} ↔ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛))
8178, 80bitri 278 . . . . . 6 (( I ↾ ℕ0) ∈ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)} ↔ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛))
8277, 81orbi12i 927 . . . . 5 ((( I ↾ ℕ0) ∈ {𝐼} ∨ ( I ↾ ℕ0) ∈ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)}) ↔ (( I ↾ ℕ0) = 𝐼 ∨ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛)))
8374, 82bitri 278 . . . 4 (( I ↾ ℕ0) ∈ ({𝐼} ∪ 𝑛 ∈ (0..^𝑁){(𝐺𝑛)}) ↔ (( I ↾ ℕ0) = 𝐼 ∨ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛)))
8473, 83bitri 278 . . 3 ((0g𝑀) ∈ 𝐵 ↔ (( I ↾ ℕ0) = 𝐼 ∨ ∃𝑛 ∈ (0..^𝑁)( I ↾ ℕ0) = (𝐺𝑛)))
8567, 84mtbir 326 . 2 ¬ (0g𝑀) ∈ 𝐵
8685nelir 3073 1 (0g𝑀) ∉ 𝐵
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wb 209  wa 400  wo 860   = wceq 1567  wcel 2149  wnel 3070  wral 3085  wrex 3095  Vcvv 3463  cun 3911  {csn 4594   ciun 4960  cmpt 5196   I cid 5556  cres 5664   Fn wfn 6532  cfv 6537  (class class class)co 7411  0cc0 11100  cn 12233  0cn0 12504  +crp 13016  ..^cfzo 13682   mod cmo 13902  s cress 17290  0gc0g 17492  EndoFMndcefmnd 18927
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177  ax-pre-sup 11178
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-er 8694  df-map 8826  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-sup 9402  df-inf 9403  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-div 11872  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12505  df-z 12592  df-uz 12863  df-rp 13017  df-fz 13536  df-fzo 13683  df-fl 13825  df-mod 13903  df-struct 17207  df-slot 17242  df-ndx 17254  df-base 17270  df-plusg 17323  df-tset 17329  df-0g 17494  df-efmnd 18928
This theorem is referenced by:  nsmndex1  18975
  Copyright terms: Public domain W3C validator