Theorem issubrg3 13879

Description: A subring is an additive subgroup which is also a multiplicative submonoid. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Mar-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
issubrg3.m	|- M = (mulGrp ` R )

Assertion

Ref	Expression
issubrg3	|- ( R e. Ring -> ( S e. (SubRing ` R ) <-> ( S e. (SubGrp ` R ) /\ S e. (SubMnd ` M ) ) ) )

Proof of Theorem issubrg3

Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2196	. . . 4 |- ( Base ` R ) = ( Base ` R )
2		eqid 2196	. . . 4 |- ( 1r ` R ) = ( 1r ` R )
3		eqid 2196	. . . 4 |- ( .r ` R ) = ( .r ` R )
4	1, 2, 3	issubrg2 13873	. . 3 |- ( R e. Ring -> ( S e. (SubRing ` R ) <-> ( S e. (SubGrp ` R ) /\ ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) )
5		3anass 984	. . 3 |- ( ( S e. (SubGrp ` R ) /\ ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) <-> ( S e. (SubGrp ` R ) /\ ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) )
6	4, 5	bitrdi 196	. 2 |- ( R e. Ring -> ( S e. (SubRing ` R ) <-> ( S e. (SubGrp ` R ) /\ ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) ) )
7	1	subgss 13380	. . . 4 |- ( S e. (SubGrp ` R ) -> S C_ ( Base ` R ) )
8		issubrg3.m	. . . . . . . . 9 |- M = (mulGrp ` R )
9	8	ringmgp 13634	. . . . . . . 8 |- ( R e. Ring -> M e. Mnd )
10		eqid 2196	. . . . . . . . 9 |- ( Base ` M ) = ( Base ` M )
11		eqid 2196	. . . . . . . . 9 |- ( 0g ` M ) = ( 0g ` M )
12		eqid 2196	. . . . . . . . 9 |- ( +g ` M ) = ( +g ` M )
13	10, 11, 12	issubm 13174	. . . . . . . 8 |- ( M e. Mnd -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( S C_ ( Base ` M ) /\ ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) )
14	9, 13	syl 14	. . . . . . 7 |- ( R e. Ring -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( S C_ ( Base ` M ) /\ ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) )
15	8, 1	mgpbasg 13558	. . . . . . . . 9 |- ( R e. Ring -> ( Base ` R ) = ( Base ` M ) )
16	15	sseq2d 3214	. . . . . . . 8 |- ( R e. Ring -> ( S C_ ( Base ` R ) <-> S C_ ( Base ` M ) ) )
17	8, 2	ringidvalg 13593	. . . . . . . . 9 |- ( R e. Ring -> ( 1r ` R ) = ( 0g ` M ) )
18	17	eleq1d 2265	. . . . . . . 8 |- ( R e. Ring -> ( ( 1r ` R ) e. S <-> ( 0g ` M ) e. S ) )
19	8, 3	mgpplusgg 13556	. . . . . . . . . . 11 |- ( R e. Ring -> ( .r ` R ) = ( +g ` M ) )
20	19	oveqd 5942	. . . . . . . . . 10 |- ( R e. Ring -> ( x ( .r ` R ) y ) = ( x ( +g ` M ) y ) )
21	20	eleq1d 2265	. . . . . . . . 9 |- ( R e. Ring -> ( ( x ( .r ` R ) y ) e. S <-> ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) )
22	21	2ralbidv 2521	. . . . . . . 8 |- ( R e. Ring -> ( A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S <-> A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) )
23	16, 18, 22	3anbi123d 1323	. . . . . . 7 |- ( R e. Ring -> ( ( S C_ ( Base ` R ) /\ ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) <-> ( S C_ ( Base ` M ) /\ ( 0g ` M ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( +g ` M ) y ) e. S ) ) )
24	14, 23	bitr4d 191	. . . . . 6 |- ( R e. Ring -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( S C_ ( Base ` R ) /\ ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) )
25		3anass 984	. . . . . 6 |- ( ( S C_ ( Base ` R ) /\ ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) <-> ( S C_ ( Base ` R ) /\ ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) )
26	24, 25	bitrdi 196	. . . . 5 |- ( R e. Ring -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( S C_ ( Base ` R ) /\ ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) ) )
27	26	baibd 924	. . . 4 |- ( ( R e. Ring /\ S C_ ( Base ` R ) ) -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) )
28	7, 27	sylan2 286	. . 3 |- ( ( R e. Ring /\ S e. (SubGrp ` R ) ) -> ( S e. (SubMnd ` M ) <-> ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) )
29	28	pm5.32da 452	. 2 |- ( R e. Ring -> ( ( S e. (SubGrp ` R ) /\ S e. (SubMnd ` M ) ) <-> ( S e. (SubGrp ` R ) /\ ( ( 1r ` R ) e. S /\ A. x e. S A. y e. S ( x ( .r ` R ) y ) e. S ) ) ) )
30	6, 29	bitr4d 191	1 |- ( R e. Ring -> ( S e. (SubRing ` R ) <-> ( S e. (SubGrp ` R ) /\ S e. (SubMnd ` M ) ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2167   A.wral 2475   C_ wss 3157   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   Basecbs 12703   +g cplusg 12780   .rcmulr 12781   0gc0g 12958   Mndcmnd 13118  SubMndcsubmnd 13160  SubGrpcsubg 13373  mulGrpcmgp 13552   1rcur 13591   Ringcrg 13628  SubRingcsubrg 13849

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-addcom 7996  ax-addass 7998  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-ltadd 8012

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-id 4329  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-ltxr 8083  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-ndx 12706  df-slot 12707  df-base 12709  df-sets 12710  df-iress 12711  df-plusg 12793  df-mulr 12794  df-0g 12960  df-mgm 13058  df-sgrp 13104  df-mnd 13119  df-submnd 13162  df-subg 13376  df-mgp 13553  df-ur 13592  df-ring 13630  df-subrg 13851

This theorem is referenced by:  rhmeql  13882  rhmima  13883