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

Theorem ringcom 17969
Description: Commutativity of the additive group of a ring. (See also lmodcom 18294.) (Contributed by Gérard Lang, 4-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
ringacl.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
ringacl.p + = (+g𝑅)
Assertion
Ref Expression
ringcom ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑋 + 𝑌) = (𝑌 + 𝑋))

Proof of Theorem ringcom
StepHypRef Expression
1 simp1 1044 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑅 ∈ Ring)
2 ringacl.b . . . . . . . . . . 11 𝐵 = (Base‘𝑅)
3 eqid 2505 . . . . . . . . . . 11 (1r𝑅) = (1r𝑅)
42, 3ringidcl 17961 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ 𝐵)
51, 4syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (1r𝑅) ∈ 𝐵)
6 ringacl.p . . . . . . . . . 10 + = (+g𝑅)
72, 6ringacl 17968 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (1r𝑅) ∈ 𝐵 ∧ (1r𝑅) ∈ 𝐵) → ((1r𝑅) + (1r𝑅)) ∈ 𝐵)
81, 5, 5, 7syl3anc 1308 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((1r𝑅) + (1r𝑅)) ∈ 𝐵)
9 simp2 1045 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑋𝐵)
10 simp3 1046 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑌𝐵)
11 eqid 2505 . . . . . . . . 9 (.r𝑅) = (.r𝑅)
122, 6, 11ringdi 17959 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (((1r𝑅) + (1r𝑅)) ∈ 𝐵𝑋𝐵𝑌𝐵)) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) = ((((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) + (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌)))
131, 8, 9, 10, 12syl13anc 1310 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) = ((((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) + (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌)))
142, 6ringacl 17968 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐵)
152, 6, 11ringdir 17960 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((1r𝑅) ∈ 𝐵 ∧ (1r𝑅) ∈ 𝐵 ∧ (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐵)) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) = (((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) + ((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌))))
161, 5, 5, 14, 15syl13anc 1310 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) = (((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) + ((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌))))
1713, 16eqtr3d 2541 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) + (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌)) = (((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) + ((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌))))
182, 6, 11ringdir 17960 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((1r𝑅) ∈ 𝐵 ∧ (1r𝑅) ∈ 𝐵𝑋𝐵)) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) = (((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋) + ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋)))
191, 5, 5, 9, 18syl13anc 1310 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) = (((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋) + ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋)))
202, 11, 3ringlidm 17964 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋) = 𝑋)
211, 9, 20syl2anc 682 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋) = 𝑋)
2221, 21oveq12d 6381 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋) + ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑋)) = (𝑋 + 𝑋))
2319, 22eqtrd 2539 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) = (𝑋 + 𝑋))
242, 6, 11ringdir 17960 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((1r𝑅) ∈ 𝐵 ∧ (1r𝑅) ∈ 𝐵𝑌𝐵)) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌) = (((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌) + ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌)))
251, 5, 5, 10, 24syl13anc 1310 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌) = (((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌) + ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌)))
262, 11, 3ringlidm 17964 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑌𝐵) → ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌) = 𝑌)
271, 10, 26syl2anc 682 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌) = 𝑌)
2827, 27oveq12d 6381 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌) + ((1r𝑅)(.r𝑅)𝑌)) = (𝑌 + 𝑌))
2925, 28eqtrd 2539 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌) = (𝑌 + 𝑌))
3023, 29oveq12d 6381 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑋) + (((1r𝑅) + (1r𝑅))(.r𝑅)𝑌)) = ((𝑋 + 𝑋) + (𝑌 + 𝑌)))
312, 11, 3ringlidm 17964 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐵) → ((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) = (𝑋 + 𝑌))
321, 14, 31syl2anc 682 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) = (𝑋 + 𝑌))
3332, 32oveq12d 6381 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌)) + ((1r𝑅)(.r𝑅)(𝑋 + 𝑌))) = ((𝑋 + 𝑌) + (𝑋 + 𝑌)))
3417, 30, 333eqtr3d 2547 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑋) + (𝑌 + 𝑌)) = ((𝑋 + 𝑌) + (𝑋 + 𝑌)))
35 ringgrp 17945 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
361, 35syl 17 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑅 ∈ Grp)
372, 6ringacl 17968 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑋𝐵) → (𝑋 + 𝑋) ∈ 𝐵)
381, 9, 9, 37syl3anc 1308 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑋 + 𝑋) ∈ 𝐵)
392, 6grpass 16840 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Grp ∧ ((𝑋 + 𝑋) ∈ 𝐵𝑌𝐵𝑌𝐵)) → (((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑋) + (𝑌 + 𝑌)))
4036, 38, 10, 10, 39syl13anc 1310 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑋) + (𝑌 + 𝑌)))
412, 6grpass 16840 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Grp ∧ ((𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐵𝑋𝐵𝑌𝐵)) → (((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑌) + (𝑋 + 𝑌)))
4236, 14, 9, 10, 41syl13anc 1310 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑌) + (𝑋 + 𝑌)))
4334, 40, 423eqtr4d 2549 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) + 𝑌) = (((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) + 𝑌))
442, 6ringacl 17968 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋 + 𝑋) ∈ 𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) ∈ 𝐵)
451, 38, 10, 44syl3anc 1308 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) ∈ 𝐵)
462, 6ringacl 17968 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐵𝑋𝐵) → ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) ∈ 𝐵)
471, 14, 9, 46syl3anc 1308 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) ∈ 𝐵)
482, 6grprcan 16859 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Grp ∧ (((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) ∈ 𝐵 ∧ ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) ∈ 𝐵𝑌𝐵)) → ((((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) + 𝑌) = (((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) + 𝑌) ↔ ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋)))
4936, 45, 47, 10, 48syl13anc 1310 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) + 𝑌) = (((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) + 𝑌) ↔ ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋)))
5043, 49mpbid 217 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) = ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋))
512, 6grpass 16840 . . . 4 ((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝑋𝐵𝑋𝐵𝑌𝐵)) → ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) = (𝑋 + (𝑋 + 𝑌)))
5236, 9, 9, 10, 51syl13anc 1310 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑋) + 𝑌) = (𝑋 + (𝑋 + 𝑌)))
532, 6grpass 16840 . . . 4 ((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝑋𝐵𝑌𝐵𝑋𝐵)) → ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) = (𝑋 + (𝑌 + 𝑋)))
5436, 9, 10, 9, 53syl13anc 1310 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + 𝑌) + 𝑋) = (𝑋 + (𝑌 + 𝑋)))
5550, 52, 543eqtr3d 2547 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑋 + (𝑋 + 𝑌)) = (𝑋 + (𝑌 + 𝑋)))
562, 6ringacl 17968 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑌𝐵𝑋𝐵) → (𝑌 + 𝑋) ∈ 𝐵)
57563com23 1253 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑌 + 𝑋) ∈ 𝐵)
582, 6grplcan 16878 . . 3 ((𝑅 ∈ Grp ∧ ((𝑋 + 𝑌) ∈ 𝐵 ∧ (𝑌 + 𝑋) ∈ 𝐵𝑋𝐵)) → ((𝑋 + (𝑋 + 𝑌)) = (𝑋 + (𝑌 + 𝑋)) ↔ (𝑋 + 𝑌) = (𝑌 + 𝑋)))
5936, 14, 57, 9, 58syl13anc 1310 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → ((𝑋 + (𝑋 + 𝑌)) = (𝑋 + (𝑌 + 𝑋)) ↔ (𝑋 + 𝑌) = (𝑌 + 𝑋)))
6055, 59mpbid 217 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑋 + 𝑌) = (𝑌 + 𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 191  w3a 1021   = wceq 1468  wcel 1937  cfv 5633  (class class class)co 6363  Basecbs 15282  +gcplusg 15355  .rcmulr 15356  Grpcgrp 16829  1rcur 17895  Ringcrg 17940
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1698  ax-4 1711  ax-5 1789  ax-6 1836  ax-7 1883  ax-8 1939  ax-9 1946  ax-10 1965  ax-11 1970  ax-12 1983  ax-13 2137  ax-ext 2485  ax-rep 4548  ax-sep 4558  ax-nul 4567  ax-pow 4619  ax-pr 4680  ax-un 6659  ax-cnex 9680  ax-resscn 9681  ax-1cn 9682  ax-icn 9683  ax-addcl 9684  ax-addrcl 9685  ax-mulcl 9686  ax-mulrcl 9687  ax-mulcom 9688  ax-addass 9689  ax-mulass 9690  ax-distr 9691  ax-i2m1 9692  ax-1ne0 9693  ax-1rid 9694  ax-rnegex 9695  ax-rrecex 9696  ax-cnre 9697  ax-pre-lttri 9698  ax-pre-lttrn 9699  ax-pre-ltadd 9700  ax-pre-mulgt0 9701
This theorem depends on definitions:  df-bi 192  df-or 379  df-an 380  df-3or 1022  df-3an 1023  df-tru 1471  df-ex 1693  df-nf 1697  df-sb 1829  df-eu 2357  df-mo 2358  df-clab 2492  df-cleq 2498  df-clel 2501  df-nfc 2635  df-ne 2677  df-nel 2678  df-ral 2796  df-rex 2797  df-reu 2798  df-rmo 2799  df-rab 2800  df-v 3068  df-sbc 3292  df-csb 3386  df-dif 3429  df-un 3431  df-in 3433  df-ss 3440  df-pss 3442  df-nul 3758  df-if 3909  df-pw 3980  df-sn 3996  df-pr 3998  df-tp 4000  df-op 4002  df-uni 4229  df-iun 4309  df-br 4435  df-opab 4494  df-mpt 4495  df-tr 4531  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4801  df-so 4802  df-fr 4839  df-we 4841  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-pred 5431  df-ord 5477  df-on 5478  df-lim 5479  df-suc 5480  df-iota 5597  df-fun 5635  df-fn 5636  df-f 5637  df-f1 5638  df-fo 5639  df-f1o 5640  df-fv 5641  df-riota 6325  df-ov 6366  df-oprab 6367  df-mpt2 6368  df-om 6770  df-wrecs 7105  df-recs 7167  df-rdg 7205  df-er 7440  df-en 7653  df-dom 7654  df-sdom 7655  df-pnf 9762  df-mnf 9763  df-xr 9764  df-ltxr 9765  df-le 9766  df-sub 9949  df-neg 9950  df-nn 10699  df-2 10757  df-ndx 15285  df-slot 15286  df-base 15287  df-sets 15288  df-plusg 15368  df-0g 15505  df-mgm 16653  df-sgrp 16692  df-mnd 16702  df-grp 16833  df-minusg 16834  df-mgp 17884  df-ur 17896  df-ring 17942
This theorem is referenced by:  ringabl  17970
  Copyright terms: Public domain W3C validator