Metamath Proof Explorer


Theorem mnd1

Description: The (smallest) structure representing atrivial monoid consists of one element. (Contributed by AV, 28-Apr-2019) (Proof shortened by AV, 11-Feb-2020)

Ref Expression
Hypothesis mnd1.m ⊢ M = Base ndx I + ndx I I I
Assertion mnd1 ⊢ I ∈ V → M ∈ Mnd

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mnd1.m ⊢ M = Base ndx I + ndx I I I
2 1 sgrp1 ⊢ I ∈ V → M ∈ Smgrp
3 df-ov ⊢ I I I I I = I I I ⁡ I I
4 opex ⊢ I I ∈ V
5 fvsng ⊢ I I ∈ V ∧ I ∈ V → I I I ⁡ I I = I
6 4 5 mpan ⊢ I ∈ V → I I I ⁡ I I = I
7 3 6 eqtrid ⊢ I ∈ V → I I I I I = I
8 oveq2 ⊢ y = I → I I I I y = I I I I I
9 id ⊢ y = I → y = I
10 8 9 eqeq12d ⊢ y = I → I I I I y = y ↔ I I I I I = I
11 oveq1 ⊢ y = I → y I I I I = I I I I I
12 11 9 eqeq12d ⊢ y = I → y I I I I = y ↔ I I I I I = I
13 10 12 anbi12d ⊢ y = I → I I I I y = y ∧ y I I I I = y ↔ I I I I I = I ∧ I I I I I = I
14 13 ralsng ⊢ I ∈ V → ∀ y ∈ I I I I I y = y ∧ y I I I I = y ↔ I I I I I = I ∧ I I I I I = I
15 7 7 14 mpbir2and ⊢ I ∈ V → ∀ y ∈ I I I I I y = y ∧ y I I I I = y
16 oveq1 ⊢ x = I → x I I I y = I I I I y
17 16 eqeq1d ⊢ x = I → x I I I y = y ↔ I I I I y = y
18 17 ovanraleqv ⊢ x = I → ∀ y ∈ I x I I I y = y ∧ y I I I x = y ↔ ∀ y ∈ I I I I I y = y ∧ y I I I I = y
19 18 rexsng ⊢ I ∈ V → ∃ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y = y ∧ y I I I x = y ↔ ∀ y ∈ I I I I I y = y ∧ y I I I I = y
20 15 19 mpbird ⊢ I ∈ V → ∃ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y = y ∧ y I I I x = y
21 snex ⊢ I ∈ V
22 1 grpbase ⊢ I ∈ V → I = Base M
23 21 22 ax-mp ⊢ I = Base M
24 snex ⊢ I I I ∈ V
25 1 grpplusg ⊢ I I I ∈ V → I I I = + M
26 24 25 ax-mp ⊢ I I I = + M
27 23 26 ismnddef ⊢ M ∈ Mnd ↔ M ∈ Smgrp ∧ ∃ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y = y ∧ y I I I x = y
28 2 20 27 sylanbrc ⊢ I ∈ V → M ∈ Mnd