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

Theorem lidlmsgrp 41691
Description: The multiplicative group of a (left) ideal of a ring is a semigroup. (Contributed by AV, 17-Feb-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
lidlabl.l 𝐿 = (LIdeal‘𝑅)
lidlabl.i 𝐼 = (𝑅s 𝑈)
Assertion
Ref Expression
lidlmsgrp ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (mulGrp‘𝐼) ∈ SGrp)

Proof of Theorem lidlmsgrp
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, 2lidlmmgm 41690 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (mulGrp‘𝐼) ∈ Mgm)
4 eqid 2620 . . . . . . 7 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
54ringmgp 18534 . . . . . 6 (𝑅 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
65ad2antrr 761 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
71, 2lidlssbas 41687 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (Base‘𝐼) ⊆ (Base‘𝑅))
87sseld 3594 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) → 𝑎 ∈ (Base‘𝑅)))
97sseld 3594 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (𝑏 ∈ (Base‘𝐼) → 𝑏 ∈ (Base‘𝑅)))
107sseld 3594 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (𝑐 ∈ (Base‘𝐼) → 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)))
118, 9, 103anim123d 1404 . . . . . . 7 (𝑈𝐿 → ((𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼)) → (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))))
1211adantl 482 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → ((𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼)) → (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))))
1312imp 445 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)))
14 eqid 2620 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
154, 14mgpbas 18476 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
16 eqid 2620 . . . . . . 7 (.r𝑅) = (.r𝑅)
174, 16mgpplusg 18474 . . . . . 6 (.r𝑅) = (+g‘(mulGrp‘𝑅))
1815, 17mndass 17283 . . . . 5 (((mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅))) → ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
196, 13, 18syl2anc 692 . . . 4 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝐼) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝐼))) → ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
2019ralrimivvva 2969 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
212, 16ressmulr 15987 . . . . . . . . 9 (𝑈𝐿 → (.r𝑅) = (.r𝐼))
2221eqcomd 2626 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (.r𝐼) = (.r𝑅))
2322oveqd 6652 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (𝑎(.r𝐼)𝑏) = (𝑎(.r𝑅)𝑏))
24 eqidd 2621 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿𝑐 = 𝑐)
2522, 23, 24oveq123d 6656 . . . . . . 7 (𝑈𝐿 → ((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐))
26 eqidd 2621 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿𝑎 = 𝑎)
2722oveqd 6652 . . . . . . . 8 (𝑈𝐿 → (𝑏(.r𝐼)𝑐) = (𝑏(.r𝑅)𝑐))
2822, 26, 27oveq123d 6656 . . . . . . 7 (𝑈𝐿 → (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐)))
2925, 28eqeq12d 2635 . . . . . 6 (𝑈𝐿 → (((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) ↔ ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
3029adantl 482 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) ↔ ((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
3130ralbidv 2983 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) ↔ ∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
32312ralbidv 2986 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)) ↔ ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝑅)𝑏)(.r𝑅)𝑐) = (𝑎(.r𝑅)(𝑏(.r𝑅)𝑐))))
3320, 32mpbird 247 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐)))
34 eqid 2620 . . . 4 (mulGrp‘𝐼) = (mulGrp‘𝐼)
35 eqid 2620 . . . 4 (Base‘𝐼) = (Base‘𝐼)
3634, 35mgpbas 18476 . . 3 (Base‘𝐼) = (Base‘(mulGrp‘𝐼))
37 eqid 2620 . . . 4 (.r𝐼) = (.r𝐼)
3834, 37mgpplusg 18474 . . 3 (.r𝐼) = (+g‘(mulGrp‘𝐼))
3936, 38issgrp 17266 . 2 ((mulGrp‘𝐼) ∈ SGrp ↔ ((mulGrp‘𝐼) ∈ Mgm ∧ ∀𝑎 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑏 ∈ (Base‘𝐼)∀𝑐 ∈ (Base‘𝐼)((𝑎(.r𝐼)𝑏)(.r𝐼)𝑐) = (𝑎(.r𝐼)(𝑏(.r𝐼)𝑐))))
403, 33, 39sylanbrc 697 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑈𝐿) → (mulGrp‘𝐼) ∈ SGrp)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1481  wcel 1988  wral 2909  cfv 5876  (class class class)co 6635  Basecbs 15838  s cress 15839  .rcmulr 15923  Mgmcmgm 17221  SGrpcsgrp 17264  Mndcmnd 17275  mulGrpcmgp 18470  Ringcrg 18528  LIdealclidl 19151
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1720  ax-4 1735  ax-5 1837  ax-6 1886  ax-7 1933  ax-8 1990  ax-9 1997  ax-10 2017  ax-11 2032  ax-12 2045  ax-13 2244  ax-ext 2600  ax-rep 4762  ax-sep 4772  ax-nul 4780  ax-pow 4834  ax-pr 4897  ax-un 6934  ax-cnex 9977  ax-resscn 9978  ax-1cn 9979  ax-icn 9980  ax-addcl 9981  ax-addrcl 9982  ax-mulcl 9983  ax-mulrcl 9984  ax-mulcom 9985  ax-addass 9986  ax-mulass 9987  ax-distr 9988  ax-i2m1 9989  ax-1ne0 9990  ax-1rid 9991  ax-rnegex 9992  ax-rrecex 9993  ax-cnre 9994  ax-pre-lttri 9995  ax-pre-lttrn 9996  ax-pre-ltadd 9997  ax-pre-mulgt0 9998
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1484  df-ex 1703  df-nf 1708  df-sb 1879  df-eu 2472  df-mo 2473  df-clab 2607  df-cleq 2613  df-clel 2616  df-nfc 2751  df-ne 2792  df-nel 2895  df-ral 2914  df-rex 2915  df-reu 2916  df-rmo 2917  df-rab 2918  df-v 3197  df-sbc 3430  df-csb 3527  df-dif 3570  df-un 3572  df-in 3574  df-ss 3581  df-pss 3583  df-nul 3908  df-if 4078  df-pw 4151  df-sn 4169  df-pr 4171  df-tp 4173  df-op 4175  df-uni 4428  df-iun 4513  df-br 4645  df-opab 4704  df-mpt 4721  df-tr 4744  df-id 5014  df-eprel 5019  df-po 5025  df-so 5026  df-fr 5063  df-we 5065  df-xp 5110  df-rel 5111  df-cnv 5112  df-co 5113  df-dm 5114  df-rn 5115  df-res 5116  df-ima 5117  df-pred 5668  df-ord 5714  df-on 5715  df-lim 5716  df-suc 5717  df-iota 5839  df-fun 5878  df-fn 5879  df-f 5880  df-f1 5881  df-fo 5882  df-f1o 5883  df-fv 5884  df-riota 6596  df-ov 6638  df-oprab 6639  df-mpt2 6640  df-om 7051  df-1st 7153  df-2nd 7154  df-wrecs 7392  df-recs 7453  df-rdg 7491  df-er 7727  df-en 7941  df-dom 7942  df-sdom 7943  df-pnf 10061  df-mnf 10062  df-xr 10063  df-ltxr 10064  df-le 10065  df-sub 10253  df-neg 10254  df-nn 11006  df-2 11064  df-3 11065  df-4 11066  df-5 11067  df-6 11068  df-7 11069  df-8 11070  df-ndx 15841  df-slot 15842  df-base 15844  df-sets 15845  df-ress 15846  df-plusg 15935  df-mulr 15936  df-sca 15938  df-vsca 15939  df-ip 15940  df-0g 16083  df-mgm 17223  df-sgrp 17265  df-mnd 17276  df-grp 17406  df-minusg 17407  df-sbg 17408  df-subg 17572  df-mgp 18471  df-ur 18483  df-ring 18530  df-subrg 18759  df-lmod 18846  df-lss 18914  df-sra 19153  df-rgmod 19154  df-lidl 19155
This theorem is referenced by:  lidlrng  41692
  Copyright terms: Public domain W3C validator