Theorem srg1zr 20450

Description: The only semiring with a base set consisting of one element is the zero ring (at least if its operations are internal binary operations). (Contributed by FL, 13-Feb-2010.) (Revised by AV, 25-Jan-2020.) (Proof shortened by AV, 19-Jun-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
srg1zr.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
srg1zr.p	⊢ + = (+g‘𝑅)
srg1zr.t	⊢ ∗ = (.r‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
srg1zr	⊢ (((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (𝐵 = {𝑍} ↔ ( + = {⟨⟨𝑍, 𝑍⟩, 𝑍⟩} ∧ ∗ = {⟨⟨𝑍, 𝑍⟩, 𝑍⟩})))

Proof of Theorem srg1zr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		srgmnd 20425	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ SRing → 𝑅 ∈ Mnd)
2		mndmgm 18939	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Mnd → 𝑅 ∈ Mgm)
3	1, 2	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ SRing → 𝑅 ∈ Mgm)
4		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
5	4	srgmgp 20426	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ SRing → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
6		mndmgm 18939	. . . . . 6 ⊢ ((mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mgm)
7	5, 6	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ SRing → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mgm)
8	3, 7	jca 521	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ SRing → (𝑅 ∈ Mgm ∧ (mulGrp‘𝑅) ∈ Mgm))
9	8	3ad2ant1 1151	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) → (𝑅 ∈ Mgm ∧ (mulGrp‘𝑅) ∈ Mgm))
10	9	adantr 486	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (𝑅 ∈ Mgm ∧ (mulGrp‘𝑅) ∈ Mgm))
11		3simpc 1168	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) → ( + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)))
12	11	adantr 486	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → ( + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)))
13		simpr 490	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → 𝑍 ∈ 𝐵)
14		srg1zr.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
15		srg1zr.p	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝑅)
16		srg1zr.t	. . 3 ⊢ ∗ = (.r‘𝑅)
17	14, 15, 16	rng1zrlem 20412	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Mgm ∧ (mulGrp‘𝑅) ∈ Mgm) ∧ ( + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (𝐵 = {𝑍} ↔ ( + = {⟨⟨𝑍, 𝑍⟩, 𝑍⟩} ∧ ∗ = {⟨⟨𝑍, 𝑍⟩, 𝑍⟩})))
18	10, 12, 13, 17	syl3anc 1398	1 ⊢ (((𝑅 ∈ SRing ∧ + Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∗ Fn (𝐵 × 𝐵)) ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → (𝐵 = {𝑍} ↔ ( + = {⟨⟨𝑍, 𝑍⟩, 𝑍⟩} ∧ ∗ = {⟨⟨𝑍, 𝑍⟩, 𝑍⟩})))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  {csn 4584  ⟨cop 4834   × cxp 5649   Fn wfn 6538  ‘cfv 6543  Basecbs 17396  +_gcplusg 17437  ._rcmulr 17438  Mgmcmgm 18823  Mndcmnd 18932  mulGrpcmgp 20369  SRingcsrg 20421

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-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284

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-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-er 8725  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-nn 12343  df-2 12412  df-sets 17351  df-slot 17369  df-ndx 17381  df-base 17397  df-plusg 17450  df-plusf 18824  df-mgm 18825  df-sgrp 18917  df-mnd 18933  df-cmn 20005  df-mgp 20370  df-srg 20422

This theorem is used by:  srgen1zr0  20451  ring1zr  21043