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

Theorem quscrng 19434
Description: The quotient of a commutative ring by an ideal is a commutative ring. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
quscrng.u 𝑈 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝑆))
quscrng.i 𝐼 = (LIdeal‘𝑅)
Assertion
Ref Expression
quscrng ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑈 ∈ CRing)

Proof of Theorem quscrng
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑢 𝑣 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 crngring 18750 . . . 4 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
21adantr 472 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑅 ∈ Ring)
3 simpr 479 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑆𝐼)
4 quscrng.i . . . . . 6 𝐼 = (LIdeal‘𝑅)
54crng2idl 19433 . . . . 5 (𝑅 ∈ CRing → 𝐼 = (2Ideal‘𝑅))
65adantr 472 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝐼 = (2Ideal‘𝑅))
73, 6eleqtrd 2833 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑆 ∈ (2Ideal‘𝑅))
8 quscrng.u . . . 4 𝑈 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝑆))
9 eqid 2752 . . . 4 (2Ideal‘𝑅) = (2Ideal‘𝑅)
108, 9qusring 19430 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → 𝑈 ∈ Ring)
112, 7, 10syl2anc 696 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑈 ∈ Ring)
128a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑈 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝑆)))
13 eqidd 2753 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅))
14 ovexd 6835 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → (𝑅 ~QG 𝑆) ∈ V)
1512, 13, 14, 2qusbas 16399 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆)) = (Base‘𝑈))
1615eleq2d 2817 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → (𝑥 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆)) ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝑈)))
1715eleq2d 2817 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → (𝑦 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆)) ↔ 𝑦 ∈ (Base‘𝑈)))
1816, 17anbi12d 749 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → ((𝑥 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑈))))
19 eqid 2752 . . . . . 6 ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆)) = ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))
20 oveq2 6813 . . . . . . 7 ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆) = 𝑦 → (𝑥(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = (𝑥(.r𝑈)𝑦))
21 oveq1 6812 . . . . . . 7 ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆) = 𝑦 → ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)𝑥) = (𝑦(.r𝑈)𝑥))
2220, 21eqeq12d 2767 . . . . . 6 ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆) = 𝑦 → ((𝑥(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)𝑥) ↔ (𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑦(.r𝑈)𝑥)))
23 oveq1 6812 . . . . . . . . 9 ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆) = 𝑥 → ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = (𝑥(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)))
24 oveq2 6813 . . . . . . . . 9 ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆) = 𝑥 → ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)𝑥))
2523, 24eqeq12d 2767 . . . . . . . 8 ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆) = 𝑥 → (([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)) ↔ (𝑥(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)𝑥)))
26 eqid 2752 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
27 eqid 2752 . . . . . . . . . . . . 13 (.r𝑅) = (.r𝑅)
2826, 27crngcom 18754 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑢(.r𝑅)𝑣) = (𝑣(.r𝑅)𝑢))
29283adant1r 1185 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑢(.r𝑅)𝑣) = (𝑣(.r𝑅)𝑢))
30293expa 1111 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑢(.r𝑅)𝑣) = (𝑣(.r𝑅)𝑢))
3130eceq1d 7942 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → [(𝑢(.r𝑅)𝑣)](𝑅 ~QG 𝑆) = [(𝑣(.r𝑅)𝑢)](𝑅 ~QG 𝑆))
324lidlsubg 19409 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆𝐼) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅))
331, 32sylan 489 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅))
34 eqid 2752 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ~QG 𝑆) = (𝑅 ~QG 𝑆)
3526, 34eqger 17837 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅) → (𝑅 ~QG 𝑆) Er (Base‘𝑅))
3633, 35syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → (𝑅 ~QG 𝑆) Er (Base‘𝑅))
3726, 34, 9, 272idlcpbl 19428 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → ((𝑎(𝑅 ~QG 𝑆)𝑐𝑏(𝑅 ~QG 𝑆)𝑑) → (𝑎(.r𝑅)𝑏)(𝑅 ~QG 𝑆)(𝑐(.r𝑅)𝑑)))
382, 7, 37syl2anc 696 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → ((𝑎(𝑅 ~QG 𝑆)𝑐𝑏(𝑅 ~QG 𝑆)𝑑) → (𝑎(.r𝑅)𝑏)(𝑅 ~QG 𝑆)(𝑐(.r𝑅)𝑑)))
3926, 27ringcl 18753 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑑 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑐(.r𝑅)𝑑) ∈ (Base‘𝑅))
40393expb 1113 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑐 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑑 ∈ (Base‘𝑅))) → (𝑐(.r𝑅)𝑑) ∈ (Base‘𝑅))
412, 40sylan 489 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ (𝑐 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑑 ∈ (Base‘𝑅))) → (𝑐(.r𝑅)𝑑) ∈ (Base‘𝑅))
42 eqid 2752 . . . . . . . . . . 11 (.r𝑈) = (.r𝑈)
4312, 13, 36, 2, 38, 41, 27, 42qusmulval 16409 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)) = [(𝑢(.r𝑅)𝑣)](𝑅 ~QG 𝑆))
44433expa 1111 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)) = [(𝑢(.r𝑅)𝑣)](𝑅 ~QG 𝑆))
4512, 13, 36, 2, 38, 41, 27, 42qusmulval 16409 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = [(𝑣(.r𝑅)𝑢)](𝑅 ~QG 𝑆))
46453expa 1111 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = [(𝑣(.r𝑅)𝑢)](𝑅 ~QG 𝑆))
4746an32s 881 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = [(𝑣(.r𝑅)𝑢)](𝑅 ~QG 𝑆))
4831, 44, 473eqtr4rd 2797 . . . . . . . 8 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑣 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)[𝑣](𝑅 ~QG 𝑆)))
4919, 25, 48ectocld 7973 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑥 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))) → (𝑥(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)𝑥))
5049an32s 881 . . . . . 6 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))) ∧ 𝑢 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r𝑈)[𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)) = ([𝑢](𝑅 ~QG 𝑆)(.r𝑈)𝑥))
5119, 22, 50ectocld 7973 . . . . 5 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) ∧ 𝑥 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))) ∧ 𝑦 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))) → (𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑦(.r𝑈)𝑥))
5251expl 649 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → ((𝑥 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝑆))) → (𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑦(.r𝑈)𝑥)))
5318, 52sylbird 250 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → ((𝑥 ∈ (Base‘𝑈) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑈)) → (𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑦(.r𝑈)𝑥)))
5453ralrimivv 3100 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑈)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑈)(𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑦(.r𝑈)𝑥))
55 eqid 2752 . . 3 (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
5655, 42iscrng2 18755 . 2 (𝑈 ∈ CRing ↔ (𝑈 ∈ Ring ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑈)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑈)(𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑦(.r𝑈)𝑥)))
5711, 54, 56sylanbrc 701 1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆𝐼) → 𝑈 ∈ CRing)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1624  wcel 2131  wral 3042  Vcvv 3332   class class class wbr 4796  cfv 6041  (class class class)co 6805   Er wer 7900  [cec 7901   / cqs 7902  Basecbs 16051  .rcmulr 16136   /s cqus 16359  SubGrpcsubg 17781   ~QG cqg 17783  Ringcrg 18739  CRingccrg 18740  LIdealclidl 19364  2Idealc2idl 19425
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1863  ax-4 1878  ax-5 1980  ax-6 2046  ax-7 2082  ax-8 2133  ax-9 2140  ax-10 2160  ax-11 2175  ax-12 2188  ax-13 2383  ax-ext 2732  ax-rep 4915  ax-sep 4925  ax-nul 4933  ax-pow 4984  ax-pr 5047  ax-un 7106  ax-cnex 10176  ax-resscn 10177  ax-1cn 10178  ax-icn 10179  ax-addcl 10180  ax-addrcl 10181  ax-mulcl 10182  ax-mulrcl 10183  ax-mulcom 10184  ax-addass 10185  ax-mulass 10186  ax-distr 10187  ax-i2m1 10188  ax-1ne0 10189  ax-1rid 10190  ax-rnegex 10191  ax-rrecex 10192  ax-cnre 10193  ax-pre-lttri 10194  ax-pre-lttrn 10195  ax-pre-ltadd 10196  ax-pre-mulgt0 10197
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1627  df-ex 1846  df-nf 1851  df-sb 2039  df-eu 2603  df-mo 2604  df-clab 2739  df-cleq 2745  df-clel 2748  df-nfc 2883  df-ne 2925  df-nel 3028  df-ral 3047  df-rex 3048  df-reu 3049  df-rmo 3050  df-rab 3051  df-v 3334  df-sbc 3569  df-csb 3667  df-dif 3710  df-un 3712  df-in 3714  df-ss 3721  df-pss 3723  df-nul 4051  df-if 4223  df-pw 4296  df-sn 4314  df-pr 4316  df-tp 4318  df-op 4320  df-uni 4581  df-int 4620  df-iun 4666  df-br 4797  df-opab 4857  df-mpt 4874  df-tr 4897  df-id 5166  df-eprel 5171  df-po 5179  df-so 5180  df-fr 5217  df-we 5219  df-xp 5264  df-rel 5265  df-cnv 5266  df-co 5267  df-dm 5268  df-rn 5269  df-res 5270  df-ima 5271  df-pred 5833  df-ord 5879  df-on 5880  df-lim 5881  df-suc 5882  df-iota 6004  df-fun 6043  df-fn 6044  df-f 6045  df-f1 6046  df-fo 6047  df-f1o 6048  df-fv 6049  df-riota 6766  df-ov 6808  df-oprab 6809  df-mpt2 6810  df-om 7223  df-1st 7325  df-2nd 7326  df-tpos 7513  df-wrecs 7568  df-recs 7629  df-rdg 7667  df-1o 7721  df-oadd 7725  df-er 7903  df-ec 7905  df-qs 7909  df-en 8114  df-dom 8115  df-sdom 8116  df-fin 8117  df-sup 8505  df-inf 8506  df-pnf 10260  df-mnf 10261  df-xr 10262  df-ltxr 10263  df-le 10264  df-sub 10452  df-neg 10453  df-nn 11205  df-2 11263  df-3 11264  df-4 11265  df-5 11266  df-6 11267  df-7 11268  df-8 11269  df-9 11270  df-n0 11477  df-z 11562  df-dec 11678  df-uz 11872  df-fz 12512  df-struct 16053  df-ndx 16054  df-slot 16055  df-base 16057  df-sets 16058  df-ress 16059  df-plusg 16148  df-mulr 16149  df-sca 16151  df-vsca 16152  df-ip 16153  df-tset 16154  df-ple 16155  df-ds 16158  df-0g 16296  df-imas 16362  df-qus 16363  df-mgm 17435  df-sgrp 17477  df-mnd 17488  df-grp 17618  df-minusg 17619  df-sbg 17620  df-subg 17784  df-nsg 17785  df-eqg 17786  df-cmn 18387  df-abl 18388  df-mgp 18682  df-ur 18694  df-ring 18741  df-cring 18742  df-oppr 18815  df-subrg 18972  df-lmod 19059  df-lss 19127  df-lsp 19166  df-sra 19366  df-rgmod 19367  df-lidl 19368  df-rsp 19369  df-2idl 19426
This theorem is referenced by:  zncrng2  20076
  Copyright terms: Public domain W3C validator