Metamath Proof Explorer


Theorem qusmnd

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

Ref Expression
Hypotheses qusmnd.u φ U = R / 𝑠 ˙
qusmnd.v φ V = Base R
qusmnd.p + ˙ = + R
qusmnd.r φ ˙ Er V
qusmnd.x φ R X
qusmnd.e φ a ˙ p b ˙ q a + ˙ b ˙ p + ˙ q
qusmnd.1 φ x V y V x + ˙ y V
qusmnd.2 φ x V y V z V x + ˙ y + ˙ z ˙ x + ˙ y + ˙ z
qusmnd.3 φ 0 ˙ V
qusmnd.4 φ x V 0 ˙ + ˙ x ˙ x
qusmnd.5 φ x V x + ˙ 0 ˙ ˙ x
Assertion qusmnd φ U Mnd 0 ˙ ˙ = 0 U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qusmnd.u φ U = R / 𝑠 ˙
2 qusmnd.v φ V = Base R
3 qusmnd.p + ˙ = + R
4 qusmnd.r φ ˙ Er V
5 qusmnd.x φ R X
6 qusmnd.e φ a ˙ p b ˙ q a + ˙ b ˙ p + ˙ q
7 qusmnd.1 φ x V y V x + ˙ y V
8 qusmnd.2 φ x V y V z V x + ˙ y + ˙ z ˙ x + ˙ y + ˙ z
9 qusmnd.3 φ 0 ˙ V
10 qusmnd.4 φ x V 0 ˙ + ˙ x ˙ x
11 qusmnd.5 φ x V x + ˙ 0 ˙ ˙ x
12 eqid u V u ˙ = u V u ˙
13 fvex Base R V
14 2 13 eqeltrdi φ V V
15 erex ˙ Er V V V ˙ V
16 4 14 15 sylc φ ˙ V
17 1 2 12 16 5 qusval φ U = u V u ˙ 𝑠 R
18 1 2 12 16 5 quslem φ u V u ˙ : V onto V / ˙
19 7 3expb φ x V y V x + ˙ y V
20 4 14 12 19 6 ercpbl 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
21 4 adantr φ x V y V z V ˙ Er V
22 21 8 erthi φ x V y V z V x + ˙ y + ˙ z ˙ = x + ˙ y + ˙ z ˙
23 14 adantr φ x V y V z V V V
24 21 23 12 divsfval φ x V y V z V u V u ˙ x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z ˙
25 21 23 12 divsfval φ x V y V z V u V u ˙ x + ˙ y + ˙ z = x + ˙ y + ˙ z ˙
26 22 24 25 3eqtr4d φ x V y V z V u V u ˙ x + ˙ y + ˙ z = u V u ˙ x + ˙ y + ˙ z
27 4 adantr φ x V ˙ Er V
28 27 10 erthi φ x V 0 ˙ + ˙ x ˙ = x ˙
29 14 adantr φ x V V V
30 27 29 12 divsfval φ x V u V u ˙ 0 ˙ + ˙ x = 0 ˙ + ˙ x ˙
31 27 29 12 divsfval φ x V u V u ˙ x = x ˙
32 28 30 31 3eqtr4d φ x V u V u ˙ 0 ˙ + ˙ x = u V u ˙ x
33 27 11 erthi φ x V x + ˙ 0 ˙ ˙ = x ˙
34 27 29 12 divsfval φ x V u V u ˙ x + ˙ 0 ˙ = x + ˙ 0 ˙ ˙
35 33 34 31 3eqtr4d φ x V u V u ˙ x + ˙ 0 ˙ = u V u ˙ x
36 17 2 3 18 20 5 7 26 9 32 35 imasmnd2 φ U Mnd u V u ˙ 0 ˙ = 0 U
37 4 14 12 divsfval φ u V u ˙ 0 ˙ = 0 ˙ ˙
38 37 eqcomd φ 0 ˙ ˙ = u V u ˙ 0 ˙
39 38 eqeq1d φ 0 ˙ ˙ = 0 U u V u ˙ 0 ˙ = 0 U
40 39 anbi2d φ U Mnd 0 ˙ ˙ = 0 U U Mnd u V u ˙ 0 ˙ = 0 U
41 36 40 mpbird φ U Mnd 0 ˙ ˙ = 0 U