Theorem df2idl2 14788

Description: Alternate (the usual textbook) definition of a two-sided ideal of a ring to be a subgroup of the additive group of the ring which is closed under left- and right-multiplication by elements of the full ring. (Contributed by AV, 13-Feb-2025.) (Proof shortened by AV, 18-Apr-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
df2idl2rng.u	|- U = (2Ideal ` R )
df2idl2rng.b	|- B = ( Base ` R )
df2idl2rng.t	|- .x. = ( .r ` R )

Assertion

Ref	Expression
df2idl2	|- ( R e. Ring -> ( I e. U <-> ( I e. (SubGrp ` R ) /\ A. x e. B A. y e. I ( ( x .x. y ) e. I /\ ( y .x. x ) e. I ) ) ) )

Distinct variable groups:   x, B, y   x, I, y   x, R, y

Allowed substitution hints:   .x. ( x, y)   U( x, y)

Proof of Theorem df2idl2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df2idl2rng.u	. . . . . 6 |- U = (2Ideal ` R )
2	1	eleq2i 2301	. . . . 5 |- ( I e. U <-> I e. (2Ideal ` R ) )
3	2	biimpi 120	. . . 4 |- ( I e. U -> I e. (2Ideal ` R ) )
4	3	2idllidld 14785	. . 3 |- ( I e. U -> I e. (LIdeal ` R ) )
5		eqid 2234	. . . 4 |- (LIdeal ` R ) = (LIdeal ` R )
6	5	lidlsubg 14765	. . 3 |- ( ( R e. Ring /\ I e. (LIdeal ` R ) ) -> I e. (SubGrp ` R ) )
7	4, 6	sylan2 286	. 2 |- ( ( R e. Ring /\ I e. U ) -> I e. (SubGrp ` R ) )
8		ringrng 14284	. . 3 |- ( R e. Ring -> R e. Rng )
9		df2idl2rng.b	. . . 4 |- B = ( Base ` R )
10		df2idl2rng.t	. . . 4 |- .x. = ( .r ` R )
11	1, 9, 10	df2idl2rng 14787	. . 3 |- ( ( R e. Rng /\ I e. (SubGrp ` R ) ) -> ( I e. U <-> A. x e. B A. y e. I ( ( x .x. y ) e. I /\ ( y .x. x ) e. I ) ) )
12	8, 11	sylan 283	. 2 |- ( ( R e. Ring /\ I e. (SubGrp ` R ) ) -> ( I e. U <-> A. x e. B A. y e. I ( ( x .x. y ) e. I /\ ( y .x. x ) e. I ) ) )
13	7, 12	biadanid 618	1 |- ( R e. Ring -> ( I e. U <-> ( I e. (SubGrp ` R ) /\ A. x e. B A. y e. I ( ( x .x. y ) e. I /\ ( y .x. x ) e. I ) ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1398   e. wcel 2205   A.wral 2522   ` cfv 5358  (class class class)co 6059   Basecbs 13301   .rcmulr 13380  SubGrpcsubg 13925  Rngcrng 14176   Ringcrg 14244  LIdealclidl 14746  2Idealc2idl 14778

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4231  ax-sep 4234  ax-nul 4242  ax-pow 4293  ax-pr 4328  ax-un 4560  ax-setind 4665  ax-cnex 8235  ax-resscn 8236  ax-1cn 8237  ax-1re 8238  ax-icn 8239  ax-addcl 8240  ax-addrcl 8241  ax-mulcl 8242  ax-addcom 8244  ax-addass 8246  ax-i2m1 8249  ax-0lt1 8250  ax-0id 8252  ax-rnegex 8253  ax-pre-ltirr 8256  ax-pre-lttrn 8258  ax-pre-ltadd 8260

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-pw 3677  df-sn 3701  df-pr 3702  df-op 3704  df-uni 3921  df-int 3956  df-iun 3999  df-br 4116  df-opab 4178  df-mpt 4179  df-id 4420  df-xp 4761  df-rel 4762  df-cnv 4763  df-co 4764  df-dm 4765  df-rn 4766  df-res 4767  df-ima 4768  df-iota 5318  df-fun 5360  df-fn 5361  df-f 5362  df-f1 5363  df-fo 5364  df-f1o 5365  df-fv 5366  df-riota 6012  df-ov 6062  df-oprab 6063  df-mpo 6064  df-1st 6348  df-2nd 6349  df-tpos 6490  df-pnf 8327  df-mnf 8328  df-ltxr 8330  df-inn 9259  df-2 9317  df-3 9318  df-4 9319  df-5 9320  df-6 9321  df-7 9322  df-8 9323  df-ndx 13304  df-slot 13305  df-base 13307  df-sets 13308  df-iress 13309  df-plusg 13392  df-mulr 13393  df-sca 13395  df-vsca 13396  df-ip 13397  df-0g 13560  df-mgm 13624  df-sgrp 13670  df-mnd 13683  df-grp 13763  df-minusg 13764  df-sbg 13765  df-subg 13928  df-cmn 14044  df-abl 14045  df-mgp 14165  df-rng 14177  df-ur 14208  df-ring 14246  df-oppr 14316  df-subrg 14470  df-lmod 14568  df-lssm 14632  df-sra 14714  df-rgmod 14715  df-lidl 14748  df-2idl 14779

This theorem is referenced by: (None)