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Theorem xrsnsgrp

Description: The "additive group" of the extended reals is not a semigroup. (Contributed by AV, 30-Jan-2020)

Ref Expression
Assertion xrsnsgrp ⊢ ℝ 𝑠 * ∉ Smgrp

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 1xr ⊢ 1 ∈ ℝ *
2 mnfxr ⊢ −∞ ∈ ℝ *
3 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
4 1 2 3 3pm3.2i ⊢ 1 ∈ ℝ * ∧ −∞ ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ *
5 xaddcom ⊢ 1 ∈ ℝ * ∧ −∞ ∈ ℝ * → 1 + 𝑒 −∞ = −∞ + 𝑒 1
6 1 2 5 mp2an ⊢ 1 + 𝑒 −∞ = −∞ + 𝑒 1
7 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
8 renepnf ⊢ 1 ∈ ℝ → 1 ≠ +∞
9 7 8 ax-mp ⊢ 1 ≠ +∞
10 xaddmnf2 ⊢ 1 ∈ ℝ * ∧ 1 ≠ +∞ → −∞ + 𝑒 1 = −∞
11 1 9 10 mp2an ⊢ −∞ + 𝑒 1 = −∞
12 6 11 eqtri ⊢ 1 + 𝑒 −∞ = −∞
13 12 oveq1i ⊢ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ = −∞ + 𝑒 +∞
14 mnfaddpnf ⊢ −∞ + 𝑒 +∞ = 0
15 13 14 eqtri ⊢ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ = 0
16 0ne1 ⊢ 0 ≠ 1
17 15 16 eqnetri ⊢ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ ≠ 1
18 14 oveq2i ⊢ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ = 1 + 𝑒 0
19 xaddrid ⊢ 1 ∈ ℝ * → 1 + 𝑒 0 = 1
20 1 19 ax-mp ⊢ 1 + 𝑒 0 = 1
21 18 20 eqtri ⊢ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ = 1
22 17 21 neeqtrri ⊢ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ ≠ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞
23 xrsbas ⊢ ℝ * = Base ℝ 𝑠 *
24 xrsadd ⊢ + 𝑒 = + ℝ 𝑠 *
25 23 24 isnsgrp ⊢ 1 ∈ ℝ * ∧ −∞ ∈ ℝ * ∧ +∞ ∈ ℝ * → 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ ≠ 1 + 𝑒 −∞ + 𝑒 +∞ → ℝ 𝑠 * ∉ Smgrp
26 4 22 25 mp2 ⊢ ℝ 𝑠 * ∉ Smgrp