Theorem qusrng 13454

Description: The quotient structure of a non-unital ring is a non-unital ring (qusring2 13562 analog). (Contributed by AV, 23-Feb-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
qusrng.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝑅 /s ∼ ))
qusrng.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
qusrng.p	⊢ + = (+g‘𝑅)
qusrng.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
qusrng.r	⊢ (𝜑 → ∼ Er 𝑉)
qusrng.e1	⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) ∼ (𝑝 + 𝑞)))
qusrng.e2	⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 · 𝑏) ∼ (𝑝 · 𝑞)))
qusrng.x	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Rng)

Assertion

Ref	Expression
qusrng	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Rng)

Distinct variable groups:   𝑅,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   𝑈,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   𝑉,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   ∼ ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   + ,𝑝,𝑞   · ,𝑝,𝑞   𝜑,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞

Allowed substitution hints:   + (𝑎,𝑏)   · (𝑎,𝑏)

Proof of Theorem qusrng

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		qusrng.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝑅 /s ∼ ))
2		qusrng.v	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
3		eqid 2193	. . 3 ⊢ (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ) = (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )
4		qusrng.r	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∼ Er 𝑉)
5		basfn 12676	. . . . . 6 ⊢ Base Fn V
6		qusrng.x	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Rng)
7	6	elexd 2773	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ V)
8		funfvex 5571	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun Base ∧ 𝑅 ∈ dom Base) → (Base‘𝑅) ∈ V)
9	8	funfni 5354	. . . . . 6 ⊢ ((Base Fn V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝑅) ∈ V)
10	5, 7, 9	sylancr 414	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ∈ V)
11	2, 10	eqeltrd 2270	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ V)
12		erex 6611	. . . 4 ⊢ ( ∼ Er 𝑉 → (𝑉 ∈ V → ∼ ∈ V))
13	4, 11, 12	sylc 62	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∼ ∈ V)
14	1, 2, 3, 13, 6	qusval 12906	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ) “s 𝑅))
15		qusrng.p	. 2 ⊢ + = (+g‘𝑅)
16		qusrng.t	. 2 ⊢ · = (.r‘𝑅)
17	1, 2, 3, 13, 6	quslem 12907	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ):𝑉–onto→(𝑉 / ∼ ))
18	6	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑅 ∈ Rng)
19		simprl 529	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑥 ∈ 𝑉)
20	2	eleq2d 2263	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑉 ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)))
21	20	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 ∈ 𝑉 ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)))
22	19, 21	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
23		simprr 531	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑦 ∈ 𝑉)
24	2	eleq2d 2263	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑉 ↔ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)))
25	24	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑦 ∈ 𝑉 ↔ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)))
26	23, 25	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑅))
27		eqid 2193	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
28	27, 15	rngacl 13438	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
29	18, 22, 26, 28	syl3anc 1249	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
30	2	eleq2d 2263	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
31	30	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
32	29, 31	mpbird 167	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
33		qusrng.e1	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) ∼ (𝑝 + 𝑞)))
34	4, 11, 3, 32, 33	ercpbl 12914	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑎) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑝) ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑏) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑞)) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑝 + 𝑞))))
35	27, 16	rngcl 13440	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
36	18, 22, 26, 35	syl3anc 1249	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
37	2	eleq2d 2263	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 · 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
38	37	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 · 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
39	36, 38	mpbird 167	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ 𝑉)
40		qusrng.e2	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 · 𝑏) ∼ (𝑝 · 𝑞)))
41	4, 11, 3, 39, 40	ercpbl 12914	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑎) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑝) ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑏) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑞)) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑝 · 𝑞))))
42	14, 2, 15, 16, 17, 34, 41, 6	imasrng 13452	1 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Rng)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  Vcvv 2760   class class class wbr 4029   ↦ cmpt 4090   Fn wfn 5249  ‘cfv 5254  (class class class)co 5918   Er wer 6584  [cec 6585   / cqs 6586  Basecbs 12618  +_gcplusg 12695  ._rcmulr 12696   /_s cqus 12883  Rngcrng 13428

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-lttrn 7986  ax-pre-ltadd 7988

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  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-tp 3626  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-er 6587  df-ec 6589  df-qs 6593  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-iimas 12885  df-qus 12886  df-mgm 12939  df-sgrp 12985  df-mnd 12998  df-grp 13075  df-minusg 13076  df-cmn 13356  df-abl 13357  df-mgp 13417  df-rng 13429

This theorem is referenced by:  qus2idrng  14021