ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  subrgintm GIF version

Theorem subrgintm 14405
Description: The intersection of an inhabited collection of subrings is a subring. (Contributed by Stefan O'Rear, 30-Nov-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Dec-2014.)
Assertion
Ref Expression
subrgintm ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
Distinct variable groups:   𝑤,𝑅   𝑤,𝑆

Proof of Theorem subrgintm
Dummy variables 𝑥 𝑟 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 subrgsubg 14389 . . . . 5 (𝑟 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑟 ∈ (SubGrp‘𝑅))
21ssriv 3244 . . . 4 (SubRing‘𝑅) ⊆ (SubGrp‘𝑅)
3 sstr 3248 . . . 4 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ (SubRing‘𝑅) ⊆ (SubGrp‘𝑅)) → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑅))
42, 3mpan2 425 . . 3 (𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑅))
5 subgintm 13932 . . 3 ((𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅))
64, 5sylan 283 . 2 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅))
7 ssel2 3235 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑟𝑆) → 𝑟 ∈ (SubRing‘𝑅))
87adantlr 477 . . . . 5 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ 𝑟𝑆) → 𝑟 ∈ (SubRing‘𝑅))
9 eqid 2234 . . . . . 6 (1r𝑅) = (1r𝑅)
109subrg1cl 14391 . . . . 5 (𝑟 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) ∈ 𝑟)
118, 10syl 14 . . . 4 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ 𝑟𝑆) → (1r𝑅) ∈ 𝑟)
1211ralrimiva 2617 . . 3 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → ∀𝑟𝑆 (1r𝑅) ∈ 𝑟)
13 ssel 3234 . . . . . . 7 (𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) → (𝑤𝑆𝑤 ∈ (SubRing‘𝑅)))
14 subrgrcl 14388 . . . . . . 7 (𝑤 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
1513, 14syl6 33 . . . . . 6 (𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) → (𝑤𝑆𝑅 ∈ Ring))
1615exlimdv 1868 . . . . 5 (𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) → (∃𝑤 𝑤𝑆𝑅 ∈ Ring))
1716imp 124 . . . 4 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
18 ringsrg 14208 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ SRing)
19 eqid 2234 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2019, 9srgidcl 14137 . . . . 5 (𝑅 ∈ SRing → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
21 elintg 3959 . . . . 5 ((1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅) → ((1r𝑅) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑟𝑆 (1r𝑅) ∈ 𝑟))
2220, 21syl 14 . . . 4 (𝑅 ∈ SRing → ((1r𝑅) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑟𝑆 (1r𝑅) ∈ 𝑟))
2317, 18, 223syl 17 . . 3 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → ((1r𝑅) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑟𝑆 (1r𝑅) ∈ 𝑟))
2412, 23mpbird 167 . 2 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → (1r𝑅) ∈ 𝑆)
258adantlr 477 . . . . . 6 ((((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) ∧ 𝑟𝑆) → 𝑟 ∈ (SubRing‘𝑅))
26 simprl 531 . . . . . . 7 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → 𝑥 𝑆)
27 elinti 3960 . . . . . . . 8 (𝑥 𝑆 → (𝑟𝑆𝑥𝑟))
2827imp 124 . . . . . . 7 ((𝑥 𝑆𝑟𝑆) → 𝑥𝑟)
2926, 28sylan 283 . . . . . 6 ((((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) ∧ 𝑟𝑆) → 𝑥𝑟)
30 simprr 533 . . . . . . 7 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → 𝑦 𝑆)
31 elinti 3960 . . . . . . . 8 (𝑦 𝑆 → (𝑟𝑆𝑦𝑟))
3231imp 124 . . . . . . 7 ((𝑦 𝑆𝑟𝑆) → 𝑦𝑟)
3330, 32sylan 283 . . . . . 6 ((((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) ∧ 𝑟𝑆) → 𝑦𝑟)
34 eqid 2234 . . . . . . 7 (.r𝑅) = (.r𝑅)
3534subrgmcl 14395 . . . . . 6 ((𝑟 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥𝑟𝑦𝑟) → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑟)
3625, 29, 33, 35syl3anc 1274 . . . . 5 ((((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) ∧ 𝑟𝑆) → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑟)
3736ralrimiva 2617 . . . 4 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → ∀𝑟𝑆 (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑟)
38 simplr 529 . . . . . 6 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → ∃𝑤 𝑤𝑆)
39 eleq1w 2295 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑤 → (𝑟𝑆𝑤𝑆))
4039cbvexv 1970 . . . . . . 7 (∃𝑟 𝑟𝑆 ↔ ∃𝑤 𝑤𝑆)
4136elexd 2829 . . . . . . . . 9 ((((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) ∧ 𝑟𝑆) → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ V)
4241ex 115 . . . . . . . 8 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → (𝑟𝑆 → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ V))
4342exlimdv 1868 . . . . . . 7 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → (∃𝑟 𝑟𝑆 → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ V))
4440, 43biimtrrid 153 . . . . . 6 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → (∃𝑤 𝑤𝑆 → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ V))
4538, 44mpd 13 . . . . 5 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ V)
46 elintg 3959 . . . . 5 ((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ V → ((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑟𝑆 (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑟))
4745, 46syl 14 . . . 4 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑟𝑆 (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑟))
4837, 47mpbird 167 . . 3 (((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) ∧ (𝑥 𝑆𝑦 𝑆)) → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑆)
4948ralrimivva 2626 . 2 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → ∀𝑥 𝑆𝑦 𝑆(𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑆)
5019, 9, 34issubrg2 14403 . . 3 (𝑅 ∈ Ring → ( 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) ↔ ( 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅) ∧ (1r𝑅) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑥 𝑆𝑦 𝑆(𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑆)))
5117, 50syl 14 . 2 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → ( 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) ↔ ( 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝑅) ∧ (1r𝑅) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑥 𝑆𝑦 𝑆(𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝑆)))
526, 24, 49, 51mpbir3and 1207 1 ((𝑆 ⊆ (SubRing‘𝑅) ∧ ∃𝑤 𝑤𝑆) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 1005  wex 1541  wcel 2205  wral 2522  Vcvv 2815  wss 3213   cint 3951  cfv 5354  (class class class)co 6052  Basecbs 13229  .rcmulr 13308  SubGrpcsubg 13901  1rcur 14120  SRingcsrg 14124  Ringcrg 14157  SubRingcsubrg 14379
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4227  ax-sep 4230  ax-pow 4289  ax-pr 4324  ax-un 4556  ax-setind 4661  ax-cnex 8220  ax-resscn 8221  ax-1cn 8222  ax-1re 8223  ax-icn 8224  ax-addcl 8225  ax-addrcl 8226  ax-mulcl 8227  ax-addcom 8229  ax-addass 8231  ax-i2m1 8234  ax-0lt1 8235  ax-0id 8237  ax-rnegex 8238  ax-pre-ltirr 8241  ax-pre-lttrn 8243  ax-pre-ltadd 8245
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3045  df-csb 3141  df-dif 3215  df-un 3217  df-in 3219  df-ss 3226  df-nul 3511  df-pw 3673  df-sn 3697  df-pr 3698  df-op 3700  df-uni 3917  df-int 3952  df-iun 3995  df-br 4112  df-opab 4174  df-mpt 4175  df-id 4416  df-xp 4757  df-rel 4758  df-cnv 4759  df-co 4760  df-dm 4761  df-rn 4762  df-res 4763  df-ima 4764  df-iota 5314  df-fun 5356  df-fn 5357  df-f 5358  df-f1 5359  df-fo 5360  df-f1o 5361  df-fv 5362  df-riota 6005  df-ov 6055  df-oprab 6056  df-mpo 6057  df-pnf 8312  df-mnf 8313  df-ltxr 8315  df-inn 9240  df-2 9298  df-3 9299  df-ndx 13232  df-slot 13233  df-base 13235  df-sets 13236  df-iress 13237  df-plusg 13320  df-mulr 13321  df-0g 13488  df-mgm 13586  df-sgrp 13632  df-mnd 13647  df-grp 13733  df-minusg 13734  df-subg 13904  df-cmn 14020  df-abl 14021  df-mgp 14082  df-ur 14121  df-srg 14125  df-ring 14159  df-subrg 14381
This theorem is referenced by:  subrgin  14406
  Copyright terms: Public domain W3C validator