Metamath Proof Explorer


Theorem mgm1

Description: The structure with one element and the only closed internal operation for a singleton is a magma. (Contributed by AV, 10-Feb-2020)

Ref Expression
Hypothesis mgm1.m ⊢ M = Base ndx I + ndx I I I
Assertion mgm1 ⊢ I ∈ V → M ∈ Mgm

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mgm1.m ⊢ M = Base ndx I + ndx I I I
2 df-ov ⊢ I I I I I = I I I ⁡ I I
3 opex ⊢ I I ∈ V
4 fvsng ⊢ I I ∈ V ∧ I ∈ V → I I I ⁡ I I = I
5 3 4 mpan ⊢ I ∈ V → I I I ⁡ I I = I
6 2 5 eqtrid ⊢ I ∈ V → I I I I I = I
7 snidg ⊢ I ∈ V → I ∈ I
8 6 7 eqeltrd ⊢ I ∈ V → I I I I I ∈ I
9 oveq1 ⊢ x = I → x I I I y = I I I I y
10 9 eleq1d ⊢ x = I → x I I I y ∈ I ↔ I I I I y ∈ I
11 10 ralbidv ⊢ x = I → ∀ y ∈ I x I I I y ∈ I ↔ ∀ y ∈ I I I I I y ∈ I
12 11 ralsng ⊢ I ∈ V → ∀ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y ∈ I ↔ ∀ y ∈ I I I I I y ∈ I
13 oveq2 ⊢ y = I → I I I I y = I I I I I
14 13 eleq1d ⊢ y = I → I I I I y ∈ I ↔ I I I I I ∈ I
15 14 ralsng ⊢ I ∈ V → ∀ y ∈ I I I I I y ∈ I ↔ I I I I I ∈ I
16 12 15 bitrd ⊢ I ∈ V → ∀ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y ∈ I ↔ I I I I I ∈ I
17 8 16 mpbird ⊢ I ∈ V → ∀ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y ∈ I
18 snex ⊢ I ∈ V
19 1 grpbase ⊢ I ∈ V → I = Base M
20 18 19 ax-mp ⊢ I = Base M
21 snex ⊢ I I I ∈ V
22 1 grpplusg ⊢ I I I ∈ V → I I I = + M
23 21 22 ax-mp ⊢ I I I = + M
24 20 23 ismgmn0 ⊢ I ∈ I → M ∈ Mgm ↔ ∀ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y ∈ I
25 7 24 syl ⊢ I ∈ V → M ∈ Mgm ↔ ∀ x ∈ I ∀ y ∈ I x I I I y ∈ I
26 17 25 mpbird ⊢ I ∈ V → M ∈ Mgm