Theorem ringideu 13966

Description: The unity element of a ring is unique. (Contributed by NM, 27-Aug-2011.) (Revised by Mario Carneiro, 6-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
ringcl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
ringcl.t	⊢ · = (.r‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
ringideu	⊢ (𝑅 ∈ Ring → ∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 · 𝑢) = 𝑥))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑥,𝑅,𝑢   𝑢,𝐵   𝑢,𝑅   𝑢, · ,𝑥

Proof of Theorem ringideu

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2229	. . . 4 ⊢ (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2	1	ringmgp 13951	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3		eqid 2229	. . . 4 ⊢ (Base‘(mulGrp‘𝑅)) = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
4		eqid 2229	. . . 4 ⊢ (+g‘(mulGrp‘𝑅)) = (+g‘(mulGrp‘𝑅))
5	3, 4	mndideu 13445	. . 3 ⊢ ((mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd → ∃!𝑢 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥))
6	2, 5	syl 14	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → ∃!𝑢 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥))
7		ringcl.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
8	1, 7	mgpbasg 13875	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑅)))
9		ringcl.t	. . . . . . . . 9 ⊢ · = (.r‘𝑅)
10	1, 9	mgpplusgg 13873	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → · = (+g‘(mulGrp‘𝑅)))
11	10	oveqd 6011	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (𝑢 · 𝑥) = (𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥))
12	11	eqeq1d 2238	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → ((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ↔ (𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥))
13	10	oveqd 6011	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (𝑥 · 𝑢) = (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢))
14	13	eqeq1d 2238	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → ((𝑥 · 𝑢) = 𝑥 ↔ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥))
15	12, 14	anbi12d 473	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 · 𝑢) = 𝑥) ↔ ((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥)))
16	8, 15	raleqbidv 2744	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 · 𝑢) = 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥)))
17	16	reubidv 2716	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 · 𝑢) = 𝑥) ↔ ∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥)))
18		reueq1 2730	. . . 4 ⊢ (𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑅)) → (∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥) ↔ ∃!𝑢 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥)))
19	8, 18	syl 14	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥) ↔ ∃!𝑢 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥)))
20	17, 19	bitrd 188	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 · 𝑢) = 𝑥) ↔ ∃!𝑢 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))∀𝑥 ∈ (Base‘(mulGrp‘𝑅))((𝑢(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥(+g‘(mulGrp‘𝑅))𝑢) = 𝑥)))
21	6, 20	mpbird 167	1 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → ∃!𝑢 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑢 · 𝑥) = 𝑥 ∧ (𝑥 · 𝑢) = 𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  ∃!wreu 2510  ‘cfv 5314  (class class class)co 5994  Basecbs 13018  +_gcplusg 13096  ._rcmulr 13097  Mndcmnd 13435  mulGrpcmgp 13869  Ringcrg 13945

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4201  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4521  ax-setind 4626  ax-cnex 8078  ax-resscn 8079  ax-1cn 8080  ax-1re 8081  ax-icn 8082  ax-addcl 8083  ax-addrcl 8084  ax-mulcl 8085  ax-addcom 8087  ax-addass 8089  ax-i2m1 8092  ax-0lt1 8093  ax-0id 8095  ax-rnegex 8096  ax-pre-ltirr 8099  ax-pre-ltadd 8103

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-id 4381  df-xp 4722  df-rel 4723  df-cnv 4724  df-co 4725  df-dm 4726  df-rn 4727  df-res 4728  df-iota 5274  df-fun 5316  df-fn 5317  df-fv 5322  df-ov 5997  df-oprab 5998  df-mpo 5999  df-pnf 8171  df-mnf 8172  df-ltxr 8174  df-inn 9099  df-2 9157  df-3 9158  df-ndx 13021  df-slot 13022  df-base 13024  df-sets 13025  df-plusg 13109  df-mulr 13110  df-mgm 13375  df-sgrp 13421  df-mnd 13436  df-mgp 13870  df-ring 13947

This theorem is referenced by:  isringid  13974