Theorem ringcom 13527

Description: Commutativity of the additive group of a ring. (Contributed by Gérard Lang, 4-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
ringacl.b	|- B = ( Base ` R )
ringacl.p	|- .+ = ( +g ` R )

Assertion

Ref	Expression
ringcom	|- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( X .+ Y ) = ( Y .+ X ) )

Proof of Theorem ringcom

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 999	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> R e. Ring )
2		ringacl.b	. . . . . . . . . . 11 |- B = ( Base ` R )
3		eqid 2193	. . . . . . . . . . 11 |- ( 1r ` R ) = ( 1r ` R )
4	2, 3	ringidcl 13516	. . . . . . . . . 10 |- ( R e. Ring -> ( 1r ` R ) e. B )
5	1, 4	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( 1r ` R ) e. B )
6		ringacl.p	. . . . . . . . . 10 |- .+ = ( +g ` R )
7	2, 6	ringacl 13526	. . . . . . . . 9 |- ( ( R e. Ring /\ ( 1r ` R ) e. B /\ ( 1r ` R ) e. B ) -> ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) e. B )
8	1, 5, 5, 7	syl3anc 1249	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) e. B )
9		simp2 1000	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> X e. B )
10		simp3 1001	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> Y e. B )
11		eqid 2193	. . . . . . . . 9 |- ( .r ` R ) = ( .r ` R )
12	2, 6, 11	ringdi 13514	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) e. B /\ X e. B /\ Y e. B ) ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) = ( ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) ) )
13	1, 8, 9, 10, 12	syl13anc 1251	. . . . . . 7 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) = ( ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) ) )
14	2, 6	ringacl 13526	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( X .+ Y ) e. B )
15	2, 6, 11	ringdir 13515	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ ( ( 1r ` R ) e. B /\ ( 1r ` R ) e. B /\ ( X .+ Y ) e. B ) ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) ) )
16	1, 5, 5, 14, 15	syl13anc 1251	. . . . . . 7 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) ) )
17	13, 16	eqtr3d 2228	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) ) )
18	2, 6, 11	ringdir 13515	. . . . . . . . 9 |- ( ( R e. Ring /\ ( ( 1r ` R ) e. B /\ ( 1r ` R ) e. B /\ X e. B ) ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) ) )
19	1, 5, 5, 9, 18	syl13anc 1251	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) ) )
20	2, 11, 3	ringlidm 13519	. . . . . . . . . 10 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B ) -> ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) = X )
21	1, 9, 20	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) = X )
22	21, 21	oveq12d 5936	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) X ) ) = ( X .+ X ) )
23	19, 22	eqtrd 2226	. . . . . . 7 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) = ( X .+ X ) )
24	2, 6, 11	ringdir 13515	. . . . . . . . 9 |- ( ( R e. Ring /\ ( ( 1r ` R ) e. B /\ ( 1r ` R ) e. B /\ Y e. B ) ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) ) )
25	1, 5, 5, 10, 24	syl13anc 1251	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) = ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) ) )
26	2, 11, 3	ringlidm 13519	. . . . . . . . . 10 |- ( ( R e. Ring /\ Y e. B ) -> ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) = Y )
27	1, 10, 26	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) = Y )
28	27, 27	oveq12d 5936	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) Y ) ) = ( Y .+ Y ) )
29	25, 28	eqtrd 2226	. . . . . . 7 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) = ( Y .+ Y ) )
30	23, 29	oveq12d 5936	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) X ) .+ ( ( ( 1r ` R ) .+ ( 1r ` R ) ) ( .r ` R ) Y ) ) = ( ( X .+ X ) .+ ( Y .+ Y ) ) )
31	2, 11, 3	ringlidm 13519	. . . . . . . 8 |- ( ( R e. Ring /\ ( X .+ Y ) e. B ) -> ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) = ( X .+ Y ) )
32	1, 14, 31	syl2anc 411	. . . . . . 7 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) = ( X .+ Y ) )
33	32, 32	oveq12d 5936	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) .+ ( ( 1r ` R ) ( .r ` R ) ( X .+ Y ) ) ) = ( ( X .+ Y ) .+ ( X .+ Y ) ) )
34	17, 30, 33	3eqtr3d 2234	. . . . 5 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ X ) .+ ( Y .+ Y ) ) = ( ( X .+ Y ) .+ ( X .+ Y ) ) )
35		ringgrp 13497	. . . . . . 7 |- ( R e. Ring -> R e. Grp )
36	1, 35	syl 14	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> R e. Grp )
37	2, 6	ringacl 13526	. . . . . . 7 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ X e. B ) -> ( X .+ X ) e. B )
38	1, 9, 9, 37	syl3anc 1249	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( X .+ X ) e. B )
39	2, 6	grpass 13081	. . . . . 6 |- ( ( R e. Grp /\ ( ( X .+ X ) e. B /\ Y e. B /\ Y e. B ) ) -> ( ( ( X .+ X ) .+ Y ) .+ Y ) = ( ( X .+ X ) .+ ( Y .+ Y ) ) )
40	36, 38, 10, 10, 39	syl13anc 1251	. . . . 5 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( X .+ X ) .+ Y ) .+ Y ) = ( ( X .+ X ) .+ ( Y .+ Y ) ) )
41	2, 6	grpass 13081	. . . . . 6 |- ( ( R e. Grp /\ ( ( X .+ Y ) e. B /\ X e. B /\ Y e. B ) ) -> ( ( ( X .+ Y ) .+ X ) .+ Y ) = ( ( X .+ Y ) .+ ( X .+ Y ) ) )
42	36, 14, 9, 10, 41	syl13anc 1251	. . . . 5 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( X .+ Y ) .+ X ) .+ Y ) = ( ( X .+ Y ) .+ ( X .+ Y ) ) )
43	34, 40, 42	3eqtr4d 2236	. . . 4 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( X .+ X ) .+ Y ) .+ Y ) = ( ( ( X .+ Y ) .+ X ) .+ Y ) )
44	2, 6	ringacl 13526	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ ( X .+ X ) e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ X ) .+ Y ) e. B )
45	1, 38, 10, 44	syl3anc 1249	. . . . 5 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ X ) .+ Y ) e. B )
46	2, 6	ringacl 13526	. . . . . 6 |- ( ( R e. Ring /\ ( X .+ Y ) e. B /\ X e. B ) -> ( ( X .+ Y ) .+ X ) e. B )
47	1, 14, 9, 46	syl3anc 1249	. . . . 5 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ Y ) .+ X ) e. B )
48	2, 6	grprcan 13109	. . . . 5 |- ( ( R e. Grp /\ ( ( ( X .+ X ) .+ Y ) e. B /\ ( ( X .+ Y ) .+ X ) e. B /\ Y e. B ) ) -> ( ( ( ( X .+ X ) .+ Y ) .+ Y ) = ( ( ( X .+ Y ) .+ X ) .+ Y ) <-> ( ( X .+ X ) .+ Y ) = ( ( X .+ Y ) .+ X ) ) )
49	36, 45, 47, 10, 48	syl13anc 1251	. . . 4 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( ( ( X .+ X ) .+ Y ) .+ Y ) = ( ( ( X .+ Y ) .+ X ) .+ Y ) <-> ( ( X .+ X ) .+ Y ) = ( ( X .+ Y ) .+ X ) ) )
50	43, 49	mpbid 147	. . 3 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ X ) .+ Y ) = ( ( X .+ Y ) .+ X ) )
51	2, 6	grpass 13081	. . . 4 |- ( ( R e. Grp /\ ( X e. B /\ X e. B /\ Y e. B ) ) -> ( ( X .+ X ) .+ Y ) = ( X .+ ( X .+ Y ) ) )
52	36, 9, 9, 10, 51	syl13anc 1251	. . 3 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ X ) .+ Y ) = ( X .+ ( X .+ Y ) ) )
53	2, 6	grpass 13081	. . . 4 |- ( ( R e. Grp /\ ( X e. B /\ Y e. B /\ X e. B ) ) -> ( ( X .+ Y ) .+ X ) = ( X .+ ( Y .+ X ) ) )
54	36, 9, 10, 9, 53	syl13anc 1251	. . 3 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ Y ) .+ X ) = ( X .+ ( Y .+ X ) ) )
55	50, 52, 54	3eqtr3d 2234	. 2 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( X .+ ( X .+ Y ) ) = ( X .+ ( Y .+ X ) ) )
56	2, 6	ringacl 13526	. . . 4 |- ( ( R e. Ring /\ Y e. B /\ X e. B ) -> ( Y .+ X ) e. B )
57	56	3com23 1211	. . 3 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( Y .+ X ) e. B )
58	2, 6	grplcan 13134	. . 3 |- ( ( R e. Grp /\ ( ( X .+ Y ) e. B /\ ( Y .+ X ) e. B /\ X e. B ) ) -> ( ( X .+ ( X .+ Y ) ) = ( X .+ ( Y .+ X ) ) <-> ( X .+ Y ) = ( Y .+ X ) ) )
59	36, 14, 57, 9, 58	syl13anc 1251	. 2 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( ( X .+ ( X .+ Y ) ) = ( X .+ ( Y .+ X ) ) <-> ( X .+ Y ) = ( Y .+ X ) ) )
60	55, 59	mpbid 147	1 |- ( ( R e. Ring /\ X e. B /\ Y e. B ) -> ( X .+ Y ) = ( Y .+ X ) )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2164   ` cfv 5254  (class class class)co 5918   Basecbs 12618   +g cplusg 12695   .rcmulr 12696   Grpcgrp 13072   1rcur 13455   Ringcrg 13492

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-addcom 7972  ax-addass 7974  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltadd 7988

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-id 4324  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-ltxr 8059  df-inn 8983  df-2 9041  df-3 9042  df-ndx 12621  df-slot 12622  df-base 12624  df-sets 12625  df-plusg 12708  df-mulr 12709  df-0g 12869  df-mgm 12939  df-sgrp 12985  df-mnd 12998  df-grp 13075  df-minusg 13076  df-mgp 13417  df-ur 13456  df-ring 13494

This theorem is referenced by:  ringabl  13528