MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  0frgp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 0frgp 18192
Description: The free group on zero generators is trivial. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
0frgp.g 𝐺 = (freeGrp‘∅)
0frgp.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
0frgp 𝐵 ≈ 1𝑜

Proof of Theorem 0frgp
Dummy variables 𝑥 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mptresid 5456 . . . . . . . 8 (𝑥𝐵𝑥) = ( I ↾ 𝐵)
2 0ex 4790 . . . . . . . . . . . 12 ∅ ∈ V
3 0frgp.g . . . . . . . . . . . . 13 𝐺 = (freeGrp‘∅)
43frgpgrp 18175 . . . . . . . . . . . 12 (∅ ∈ V → 𝐺 ∈ Grp)
52, 4ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 𝐺 ∈ Grp
6 f0 6086 . . . . . . . . . . 11 ∅:∅⟶𝐵
7 0frgp.b . . . . . . . . . . . 12 𝐵 = (Base‘𝐺)
8 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ( ~FG ‘∅) = ( ~FG ‘∅)
9 eqid 2622 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (varFGrp‘∅) = (varFGrp‘∅)
108, 9, 3, 7vrgpf 18181 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∅ ∈ V → (varFGrp‘∅):∅⟶𝐵)
11 ffn 6045 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((varFGrp‘∅):∅⟶𝐵 → (varFGrp‘∅) Fn ∅)
122, 10, 11mp2b 10 . . . . . . . . . . . . . 14 (varFGrp‘∅) Fn ∅
13 fn0 6011 . . . . . . . . . . . . . 14 ((varFGrp‘∅) Fn ∅ ↔ (varFGrp‘∅) = ∅)
1412, 13mpbi 220 . . . . . . . . . . . . 13 (varFGrp‘∅) = ∅
1514eqcomi 2631 . . . . . . . . . . . 12 ∅ = (varFGrp‘∅)
163, 7, 15frgpup3 18191 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ∅ ∈ V ∧ ∅:∅⟶𝐵) → ∃!𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ ∅) = ∅)
175, 2, 6, 16mp3an 1424 . . . . . . . . . 10 ∃!𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ ∅) = ∅
18 reurmo 3161 . . . . . . . . . 10 (∃!𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ ∅) = ∅ → ∃*𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ ∅) = ∅)
1917, 18ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ∃*𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ ∅) = ∅
207idghm 17675 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ Grp → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺))
215, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)
22 tru 1487 . . . . . . . . . 10
2321, 22pm3.2i 471 . . . . . . . . 9 (( I ↾ 𝐵) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊤)
24 eqid 2622 . . . . . . . . . . . 12 (0g𝐺) = (0g𝐺)
2524, 70ghm 17674 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐺 ∈ Grp) → (𝐵 × {(0g𝐺)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺))
265, 5, 25mp2an 708 . . . . . . . . . 10 (𝐵 × {(0g𝐺)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)
2726, 22pm3.2i 471 . . . . . . . . 9 ((𝐵 × {(0g𝐺)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊤)
28 co02 5649 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 ∘ ∅) = ∅
2928bitru 1496 . . . . . . . . . . 11 ((𝑓 ∘ ∅) = ∅ ↔ ⊤)
3029a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = ( I ↾ 𝐵) → ((𝑓 ∘ ∅) = ∅ ↔ ⊤))
3129a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝐵 × {(0g𝐺)}) → ((𝑓 ∘ ∅) = ∅ ↔ ⊤))
3230, 31rmoi 3530 . . . . . . . . 9 ((∃*𝑓 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺)(𝑓 ∘ ∅) = ∅ ∧ (( I ↾ 𝐵) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊤) ∧ ((𝐵 × {(0g𝐺)}) ∈ (𝐺 GrpHom 𝐺) ∧ ⊤)) → ( I ↾ 𝐵) = (𝐵 × {(0g𝐺)}))
3319, 23, 27, 32mp3an 1424 . . . . . . . 8 ( I ↾ 𝐵) = (𝐵 × {(0g𝐺)})
34 fconstmpt 5163 . . . . . . . 8 (𝐵 × {(0g𝐺)}) = (𝑥𝐵 ↦ (0g𝐺))
351, 33, 343eqtri 2648 . . . . . . 7 (𝑥𝐵𝑥) = (𝑥𝐵 ↦ (0g𝐺))
36 mpteqb 6299 . . . . . . . 8 (∀𝑥𝐵 𝑥𝐵 → ((𝑥𝐵𝑥) = (𝑥𝐵 ↦ (0g𝐺)) ↔ ∀𝑥𝐵 𝑥 = (0g𝐺)))
37 id 22 . . . . . . . 8 (𝑥𝐵𝑥𝐵)
3836, 37mprg 2926 . . . . . . 7 ((𝑥𝐵𝑥) = (𝑥𝐵 ↦ (0g𝐺)) ↔ ∀𝑥𝐵 𝑥 = (0g𝐺))
3935, 38mpbi 220 . . . . . 6 𝑥𝐵 𝑥 = (0g𝐺)
4039rspec 2931 . . . . 5 (𝑥𝐵𝑥 = (0g𝐺))
41 velsn 4193 . . . . 5 (𝑥 ∈ {(0g𝐺)} ↔ 𝑥 = (0g𝐺))
4240, 41sylibr 224 . . . 4 (𝑥𝐵𝑥 ∈ {(0g𝐺)})
4342ssriv 3607 . . 3 𝐵 ⊆ {(0g𝐺)}
447, 24grpidcl 17450 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
455, 44ax-mp 5 . . . 4 (0g𝐺) ∈ 𝐵
46 snssi 4339 . . . 4 ((0g𝐺) ∈ 𝐵 → {(0g𝐺)} ⊆ 𝐵)
4745, 46ax-mp 5 . . 3 {(0g𝐺)} ⊆ 𝐵
4843, 47eqssi 3619 . 2 𝐵 = {(0g𝐺)}
49 fvex 6201 . . 3 (0g𝐺) ∈ V
5049ensn1 8020 . 2 {(0g𝐺)} ≈ 1𝑜
5148, 50eqbrtri 4674 1 𝐵 ≈ 1𝑜
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 196  wa 384   = wceq 1483  wtru 1484  wcel 1990  wral 2912  ∃!wreu 2914  ∃*wrmo 2915  Vcvv 3200  wss 3574  c0 3915  {csn 4177   class class class wbr 4653  cmpt 4729   I cid 5023   × cxp 5112  cres 5116  ccom 5118   Fn wfn 5883  wf 5884  cfv 5888  (class class class)co 6650  1𝑜c1o 7553  cen 7952  Basecbs 15857  0gc0g 16100  Grpcgrp 17422   GrpHom cghm 17657   ~FG cefg 18119  freeGrpcfrgp 18120  varFGrpcvrgp 18121
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-ot 4186  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-iin 4523  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-ec 7744  df-qs 7748  df-map 7859  df-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-xnn0 11364  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-hash 13118  df-word 13299  df-lsw 13300  df-concat 13301  df-s1 13302  df-substr 13303  df-splice 13304  df-reverse 13305  df-s2 13593  df-struct 15859  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-sets 15864  df-ress 15865  df-plusg 15954  df-mulr 15955  df-sca 15957  df-vsca 15958  df-ip 15959  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-0g 16102  df-gsum 16103  df-imas 16168  df-qus 16169  df-mgm 17242  df-sgrp 17284  df-mnd 17295  df-mhm 17335  df-submnd 17336  df-frmd 17386  df-vrmd 17387  df-grp 17425  df-minusg 17426  df-ghm 17658  df-efg 18122  df-frgp 18123  df-vrgp 18124
This theorem is referenced by:  frgpcyg  19922
  Copyright terms: Public domain W3C validator