Theorem rhmmul 14001

Description: A homomorphism of rings preserves multiplication. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
rhmmul.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝑅)
rhmmul.m	⊢ · = (.r‘𝑅)
rhmmul.n	⊢ × = (.r‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
rhmmul	⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝐴 · 𝐵)) = ((𝐹‘𝐴) × (𝐹‘𝐵)))

Proof of Theorem rhmmul

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2206	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2		eqid 2206	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘𝑆) = (mulGrp‘𝑆)
3	1, 2	rhmmhm 13996	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MndHom (mulGrp‘𝑆)))
4	3	3ad2ant1 1021	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MndHom (mulGrp‘𝑆)))
5		simp2 1001	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ 𝑋)
6		rhmrcl1 13992	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
7		rhmmul.x	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝑅)
8	1, 7	mgpbasg 13763	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑋 = (Base‘(mulGrp‘𝑅)))
9	6, 8	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑋 = (Base‘(mulGrp‘𝑅)))
10	9	eleq2d 2276	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐴 ∈ 𝑋 ↔ 𝐴 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))))
11	10	3ad2ant1 1021	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ∈ 𝑋 ↔ 𝐴 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))))
12	5, 11	mpbid 147	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅)))
13		simp3 1002	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ 𝑋)
14	9	eleq2d 2276	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐵 ∈ 𝑋 ↔ 𝐵 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))))
15	14	3ad2ant1 1021	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐵 ∈ 𝑋 ↔ 𝐵 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))))
16	13, 15	mpbid 147	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅)))
17		eqid 2206	. . . 4 ⊢ (Base‘(mulGrp‘𝑅)) = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
18		eqid 2206	. . . 4 ⊢ (+g‘(mulGrp‘𝑅)) = (+g‘(mulGrp‘𝑅))
19		eqid 2206	. . . 4 ⊢ (+g‘(mulGrp‘𝑆)) = (+g‘(mulGrp‘𝑆))
20	17, 18, 19	mhmlin 13374	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MndHom (mulGrp‘𝑆)) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅)) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))) → (𝐹‘(𝐴(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝐵)) = ((𝐹‘𝐴)(+g‘(mulGrp‘𝑆))(𝐹‘𝐵)))
21	4, 12, 16, 20	syl3anc 1250	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝐴(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝐵)) = ((𝐹‘𝐴)(+g‘(mulGrp‘𝑆))(𝐹‘𝐵)))
22		rhmmul.m	. . . . . . . 8 ⊢ · = (.r‘𝑅)
23	1, 22	mgpplusgg 13761	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → · = (+g‘(mulGrp‘𝑅)))
24	6, 23	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → · = (+g‘(mulGrp‘𝑅)))
25	24	oveqd 5974	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐴 · 𝐵) = (𝐴(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝐵))
26	25	fveq2d 5593	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐹‘(𝐴 · 𝐵)) = (𝐹‘(𝐴(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝐵)))
27		rhmrcl2 13993	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
28		rhmmul.n	. . . . . . 7 ⊢ × = (.r‘𝑆)
29	2, 28	mgpplusgg 13761	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ∈ Ring → × = (+g‘(mulGrp‘𝑆)))
30	27, 29	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → × = (+g‘(mulGrp‘𝑆)))
31	30	oveqd 5974	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → ((𝐹‘𝐴) × (𝐹‘𝐵)) = ((𝐹‘𝐴)(+g‘(mulGrp‘𝑆))(𝐹‘𝐵)))
32	26, 31	eqeq12d 2221	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → ((𝐹‘(𝐴 · 𝐵)) = ((𝐹‘𝐴) × (𝐹‘𝐵)) ↔ (𝐹‘(𝐴(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝐵)) = ((𝐹‘𝐴)(+g‘(mulGrp‘𝑆))(𝐹‘𝐵))))
33	32	3ad2ant1 1021	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐹‘(𝐴 · 𝐵)) = ((𝐹‘𝐴) × (𝐹‘𝐵)) ↔ (𝐹‘(𝐴(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝐵)) = ((𝐹‘𝐴)(+g‘(mulGrp‘𝑆))(𝐹‘𝐵))))
34	21, 33	mpbird 167	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝐴 · 𝐵)) = ((𝐹‘𝐴) × (𝐹‘𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 105   ∧ w3a 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2177  ‘cfv 5280  (class class class)co 5957  Basecbs 12907  +_gcplusg 12984  ._rcmulr 12985   MndHom cmhm 13364  mulGrpcmgp 13757  Ringcrg 13833   RingHom crh 13987

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4167  ax-sep 4170  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1cn 8038  ax-1re 8039  ax-icn 8040  ax-addcl 8041  ax-addrcl 8042  ax-mulcl 8043  ax-addcom 8045  ax-addass 8047  ax-i2m1 8050  ax-0lt1 8051  ax-0id 8053  ax-rnegex 8054  ax-pre-ltirr 8057  ax-pre-ltadd 8061

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rmo 2493  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-iun 3935  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-id 4348  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fo 5286  df-f1o 5287  df-fv 5288  df-riota 5912  df-ov 5960  df-oprab 5961  df-mpo 5962  df-1st 6239  df-2nd 6240  df-map 6750  df-pnf 8129  df-mnf 8130  df-ltxr 8132  df-inn 9057  df-2 9115  df-3 9116  df-ndx 12910  df-slot 12911  df-base 12913  df-sets 12914  df-plusg 12997  df-mulr 12998  df-0g 13165  df-mgm 13263  df-sgrp 13309  df-mnd 13324  df-mhm 13366  df-grp 13410  df-ghm 13652  df-mgp 13758  df-ur 13797  df-ring 13835  df-rhm 13989

This theorem is referenced by:  rhmdvdsr  14012  rhmopp  14013  rhmunitinv  14015  znidom  14494  znidomb  14495  znunit  14496  znrrg  14497  lgseisenlem3  15624  lgseisenlem4  15625