Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lidlrng Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lidlrng 42445
Description: A (left) ideal of a ring is a non-unital ring. (Contributed by AV, 17-Feb-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
lidlabl.l 𝐿 = (LIdeal‘𝑅)
lidlabl.i 𝐼 = (𝑅s 𝑈)
Assertion
Ref Expression
lidlrng ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → 𝐼 ∈ Rng)

Proof of Theorem lidlrng
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lidlabl.l . . 3 𝐿 = (LIdeal‘𝑅)
2 lidlabl.i . . 3 𝐼 = (𝑅s 𝑈)
31, 2lidlabl 42442 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → 𝐼 ∈ Abel)
41, 2lidlmsgrp 42444 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (mulGrp‘𝐼) ∈ SGrp)
5 simpll 742 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → 𝑅 ∈ Ring)
61, 2lidlssbas 42440 . . . . . . . . . 10 (𝑈𝐿 → (Base‘𝐼) ⊆ (Base‘𝑅))
76sseld 3749 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) → 𝑎 ∈ (Base‘𝑅)))
86sseld 3749 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑏 ∈ (Base‘𝐼) → 𝑏 ∈ (Base‘𝑅)))
96sseld 3749 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑐 ∈ (Base‘𝐼) → 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)))
107, 8, 93anim123d 1553 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → ((𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼)) → (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))))
1110adantl 467 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → ((𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼)) → (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))))
1211imp 393 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)))
13 eqid 2770 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
14 eqid 2770 . . . . . . 7 (+g𝑅) = (+g𝑅)
15 eqid 2770 . . . . . . 7 (.r𝑅) = (.r𝑅)
1613, 14, 15ringdi 18773 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))) → (𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)))
175, 12, 16syl2anc 565 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → (𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)))
1813, 14, 15ringdir 18774 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))) → ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
195, 12, 18syl2anc 565 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
2017, 19jca 495 . . . 4 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → ((𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
2120ralrimivvva 3120 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
222, 15ressmulr 16213 . . . . . . . . . 10 (𝑈𝐿 → (.r𝑅) = (.r𝐼))
2322eqcomd 2776 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (.r𝐼) = (.r𝑅))
24 eqidd 2771 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿𝑎 = 𝑎)
252, 14ressplusg 16200 . . . . . . . . . . 11 (𝑈𝐿 → (+g𝑅) = (+g𝐼))
2625eqcomd 2776 . . . . . . . . . 10 (𝑈𝐿 → (+g𝐼) = (+g𝑅))
2726oveqd 6809 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑏(+g𝐼)𝑐) = (𝑏(+g𝑅)𝑐))
2823, 24, 27oveq123d 6813 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)))
2923oveqd 6809 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑎(.r𝐼)𝑏) = (𝑎(.r𝑅)𝑏))
3023oveqd 6809 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑎(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)𝑐))
3126, 29, 30oveq123d 6813 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)))
3228, 31eqeq12d 2785 . . . . . . 7 (𝑈𝐿 → ((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ↔ (𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐))))
3326oveqd 6809 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑎(+g𝐼)𝑏) = (𝑎(+g𝑅)𝑏))
34 eqidd 2771 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿𝑐 = 𝑐)
3523, 33, 34oveq123d 6813 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐))
3623oveqd 6809 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (𝑏(.r𝐼)𝑐) = (𝑏(.r𝑅)𝑐))
3726, 30, 36oveq123d 6813 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
3835, 37eqeq12d 2785 . . . . . . 7 (𝑈𝐿 → (((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) ↔ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
3932, 38anbi12d 608 . . . . . 6 (𝑈𝐿 → (((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐))) ↔ ((𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))))
4039adantl 467 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐))) ↔ ((𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))))
4140ralbidv 3134 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐))) ↔ ∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))))
42412ralbidv 3137 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐))) ↔ ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝑅)(𝑏(+g𝑅)𝑐)) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(+g𝑅)(𝑎(.r𝑅)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑐)(+g𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))))
4321, 42mpbird 247 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐))))
44 eqid 2770 . . 3 (Base‘𝐼) = (Base‘𝐼)
45 eqid 2770 . . 3 (mulGrp‘𝐼) = (mulGrp‘𝐼)
46 eqid 2770 . . 3 (+g𝐼) = (+g𝐼)
47 eqid 2770 . . 3 (.r𝐼) = (.r𝐼)
4844, 45, 46, 47isrng 42394 . 2 (𝐼 ∈ Rng ↔ (𝐼 ∈ Abel ∧ (mulGrp‘𝐼) ∈ SGrp ∧ ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)(𝑏(+g𝐼)𝑐)) = ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(+g𝐼)(𝑎(.r𝐼)𝑐)) ∧ ((𝑎(+g𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝐼)𝑐)(+g𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)))))
493, 4, 43, 48syl3anbrc 1427 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → 𝐼 ∈ Rng)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 382  w3a 1070   = wceq 1630  wcel 2144  wral 3060  cfv 6031  (class class class)co 6792  Basecbs 16063  s cress 16064  +gcplusg 16148  .rcmulr 16149  SGrpcsgrp 17490  Abelcabl 18400  mulGrpcmgp 18696  Ringcrg 18754  LIdealclidl 19384  Rngcrng 42392
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-er 7895  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-4 11282  df-5 11283  df-6 11284  df-7 11285  df-8 11286  df-ndx 16066  df-slot 16067  df-base 16069  df-sets 16070  df-ress 16071  df-plusg 16161  df-mulr 16162  df-sca 16164  df-vsca 16165  df-ip 16166  df-0g 16309  df-mgm 17449  df-sgrp 17491  df-mnd 17502  df-grp 17632  df-minusg 17633  df-sbg 17634  df-subg 17798  df-cmn 18401  df-abl 18402  df-mgp 18697  df-ur 18709  df-ring 18756  df-subrg 18987  df-lmod 19074  df-lss 19142  df-sra 19386  df-rgmod 19387  df-lidl 19388  df-rng0 42393
This theorem is referenced by:  zlidlring  42446  uzlidlring  42447  2zrng  42453
  Copyright terms: Public domain W3C validator