Theorem drngidl 33174

Description: A nonzero ring is a division ring if and only if its only left ideals are the zero ideal and the unit ideal. (Proposed by Gerard Lang, 13-Mar-2025.) (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Mar-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
drngidl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
drngidl.z	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
drngidl.u	⊢ 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
drngidl	⊢ (𝑅 ∈ NzRing → (𝑅 ∈ DivRing ↔ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}))

Proof of Theorem drngidl

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		drngidl.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
2		drngidl.z	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
3		drngidl.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
4	1, 2, 3	drngnidl 21145	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ DivRing → 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵})
5	4	adantl 480	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑅 ∈ DivRing) → 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵})
6		eqid 2728	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
7	6, 2	nzrnz 20461	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ NzRing → (1r‘𝑅) ≠ 0 )
8	7	adantr 479	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) → (1r‘𝑅) ≠ 0 )
9		eqid 2728	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
10		eqid 2728	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
11		nzrring 20462	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑅 ∈ NzRing → 𝑅 ∈ Ring)
12	11	adantr 479	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) → 𝑅 ∈ Ring)
13	12	adantr 479	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → 𝑅 ∈ Ring)
14	13	ad4antr 730	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → 𝑅 ∈ Ring)
15		simp-4r 782	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
16		simplr 767	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → 𝑧 ∈ 𝐵)
17		simpr 483	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 }))
18	17	eldifad 3961	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → 𝑥 ∈ 𝐵)
19	18	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → 𝑥 ∈ 𝐵)
20	19	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → 𝑥 ∈ 𝐵)
21		simpr 483	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦))
22	21	eqcomd 2734	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → (𝑧(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅))
23		simpr 483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥))
24	23	eqcomd 2734	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅))
25	24	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅))
26	1, 2, 6, 9, 10, 14, 15, 16, 20, 22, 25	ringinveu 32986	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → 𝑥 = 𝑧)
27	26	oveq1d 7441	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦))
28	27, 22	eqtrd 2768	. . . . . . . 8 ⊢ (((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅))
29	13	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → 𝑅 ∈ Ring)
30		simplr 767	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
31	1, 6	ringidcl 20209	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ 𝐵)
32	13, 31	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → (1r‘𝑅) ∈ 𝐵)
33	32	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → (1r‘𝑅) ∈ 𝐵)
34	30	snssd 4817	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → {𝑦} ⊆ 𝐵)
35		eqid 2728	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (RSpan‘𝑅) = (RSpan‘𝑅)
36	35, 1, 3	rspcl 21138	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ {𝑦} ⊆ 𝐵) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ∈ 𝑈)
37	29, 34, 36	syl2anc 582	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ∈ 𝑈)
38		simp-4r 782	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵})
39	37, 38	eleqtrd 2831	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ∈ {{ 0 }, 𝐵})
40		elpri 4655	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ∈ {{ 0 }, 𝐵} → (((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) = { 0 } ∨ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) = 𝐵))
41	39, 40	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → (((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) = { 0 } ∨ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) = 𝐵))
42		simplr 767	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥))
43		simpr 483	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → 𝑦 = 0 )
44	43	oveq1d 7441	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = ( 0 (.r‘𝑅)𝑥))
45	1, 9, 2	ringlz 20236	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ( 0 (.r‘𝑅)𝑥) = 0 )
46	13, 18, 45	syl2anc 582	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ( 0 (.r‘𝑅)𝑥) = 0 )
47	46	ad3antrrr 728	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → ( 0 (.r‘𝑅)𝑥) = 0 )
48	42, 44, 47	3eqtrd 2772	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → (1r‘𝑅) = 0 )
49	8	ad4antr 730	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → (1r‘𝑅) ≠ 0 )
50	49	neneqd 2942	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) ∧ 𝑦 = 0 ) → ¬ (1r‘𝑅) = 0 )
51	48, 50	pm2.65da 815	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ¬ 𝑦 = 0 )
52	51	neqned 2944	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → 𝑦 ≠ 0 )
53	1, 2, 35	pidlnz 33112	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ≠ 0 ) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ≠ { 0 })
54	29, 30, 52, 53	syl3anc 1368	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ≠ { 0 })
55	54	neneqd 2942	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ¬ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) = { 0 })
56	41, 55	orcnd 876	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) = 𝐵)
57	33, 56	eleqtrrd 2832	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → (1r‘𝑅) ∈ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}))
58	1, 9, 35	rspsnel 33107	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((1r‘𝑅) ∈ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦}) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐵 (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦)))
59	58	biimpa 475	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) ∈ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑦})) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦))
60	29, 30, 57, 59	syl21anc 836	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 (1r‘𝑅) = (𝑧(.r‘𝑅)𝑦))
61	28, 60	r19.29a 3159	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅))
62	61, 24	jca 510	. . . . . 6 ⊢ (((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅) ∧ (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅)))
63	62	anasss 465	. . . . 5 ⊢ ((((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥))) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅) ∧ (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅)))
64	18	snssd 4817	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → {𝑥} ⊆ 𝐵)
65	35, 1, 3	rspcl 21138	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ {𝑥} ⊆ 𝐵) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ∈ 𝑈)
66	13, 64, 65	syl2anc 582	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ∈ 𝑈)
67		simplr 767	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵})
68	66, 67	eleqtrd 2831	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ∈ {{ 0 }, 𝐵})
69		elpri 4655	. . . . . . . . 9 ⊢ (((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ∈ {{ 0 }, 𝐵} → (((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) = { 0 } ∨ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) = 𝐵))
70	68, 69	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → (((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) = { 0 } ∨ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) = 𝐵))
71		eldifsni 4798	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 }) → 𝑥 ≠ 0 )
72	71	adantl 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → 𝑥 ≠ 0 )
73	1, 2, 35	pidlnz 33112	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ≠ 0 ) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ≠ { 0 })
74	13, 18, 72, 73	syl3anc 1368	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ≠ { 0 })
75	74	neneqd 2942	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ¬ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) = { 0 })
76	70, 75	orcnd 876	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) = 𝐵)
77	32, 76	eleqtrrd 2832	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → (1r‘𝑅) ∈ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}))
78	1, 9, 35	rspsnel 33107	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((1r‘𝑅) ∈ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥}) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥)))
79	78	biimpa 475	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ (1r‘𝑅) ∈ ((RSpan‘𝑅)‘{𝑥})) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥))
80	13, 18, 77, 79	syl21anc 836	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 (1r‘𝑅) = (𝑦(.r‘𝑅)𝑥))
81	63, 80	reximddv 3168	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅) ∧ (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅)))
82	81	ralrimiva 3143	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) → ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })∃𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅) ∧ (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅)))
83	1, 2, 6, 9, 10, 12	isdrng4 32987	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) → (𝑅 ∈ DivRing ↔ ((1r‘𝑅) ≠ 0 ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ { 0 })∃𝑦 ∈ 𝐵 ((𝑥(.r‘𝑅)𝑦) = (1r‘𝑅) ∧ (𝑦(.r‘𝑅)𝑥) = (1r‘𝑅)))))
84	8, 82, 83	mpbir2and 711	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}) → 𝑅 ∈ DivRing)
85	5, 84	impbida 799	1 ⊢ (𝑅 ∈ NzRing → (𝑅 ∈ DivRing ↔ 𝑈 = {{ 0 }, 𝐵}))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∨ wo 845   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2937  ∀wral 3058  ∃wrex 3067   ∖ cdif 3946   ⊆ wss 3949  {csn 4632  {cpr 4634  ‘cfv 6553  (class class class)co 7426  Basecbs 17187  ._rcmulr 17241  0_gc0g 17428  1_rcur 20128  Ringcrg 20180  Unitcui 20301  NzRingcnzr 20458  DivRingcdr 20631  LIdealclidl 21109  RSpancrsp 21110

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7746  ax-cnex 11202  ax-resscn 11203  ax-1cn 11204  ax-icn 11205  ax-addcl 11206  ax-addrcl 11207  ax-mulcl 11208  ax-mulrcl 11209  ax-mulcom 11210  ax-addass 11211  ax-mulass 11212  ax-distr 11213  ax-i2m1 11214  ax-1ne0 11215  ax-1rid 11216  ax-rnegex 11217  ax-rrecex 11218  ax-cnre 11219  ax-pre-lttri 11220  ax-pre-lttrn 11221  ax-pre-ltadd 11222  ax-pre-mulgt0 11223

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7877  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-tpos 8238  df-frecs 8293  df-wrecs 8324  df-recs 8398  df-rdg 8437  df-er 8731  df-en 8971  df-dom 8972  df-sdom 8973  df-pnf 11288  df-mnf 11289  df-xr 11290  df-ltxr 11291  df-le 11292  df-sub 11484  df-neg 11485  df-nn 12251  df-2 12313  df-3 12314  df-4 12315  df-5 12316  df-6 12317  df-7 12318  df-8 12319  df-sets 17140  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17188  df-ress 17217  df-plusg 17253  df-mulr 17254  df-sca 17256  df-vsca 17257  df-ip 17258  df-0g 17430  df-mgm 18607  df-sgrp 18686  df-mnd 18702  df-grp 18900  df-minusg 18901  df-sbg 18902  df-subg 19085  df-cmn 19744  df-abl 19745  df-mgp 20082  df-rng 20100  df-ur 20129  df-ring 20182  df-oppr 20280  df-dvdsr 20303  df-unit 20304  df-invr 20334  df-nzr 20459  df-subrg 20515  df-drng 20633  df-lmod 20752  df-lss 20823  df-lsp 20863  df-sra 21065  df-rgmod 21066  df-lidl 21111  df-rsp 21112

This theorem is referenced by:  drngidlhash  33175