Theorem drnglring 33791

Description: A division ring is a local ring. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Jun-2026.)

Hypothesis

Ref	Expression
drnglring.1	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ DivRing)

Assertion

Ref	Expression
drnglring	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ LRing)

Proof of Theorem drnglring

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		drnglring.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ DivRing)
2		drngnzr 20857	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ DivRing → 𝐹 ∈ NzRing)
3	1, 2	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ NzRing)
4	1	ad4antr 744	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑥 = (0g‘𝐹)) → 𝐹 ∈ DivRing)
5		simp-4r 795	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑥 = (0g‘𝐹)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐹))
6		neqne 2966	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑥 = (0g‘𝐹) → 𝑥 ≠ (0g‘𝐹))
7	6	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑥 = (0g‘𝐹)) → 𝑥 ≠ (0g‘𝐹))
8		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
9		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (Unit‘𝐹) = (Unit‘𝐹)
10		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (0g‘𝐹) = (0g‘𝐹)
11	8, 9, 10	drngunit 20841	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ DivRing → (𝑥 ∈ (Unit‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ≠ (0g‘𝐹))))
12	11	biimpar 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ DivRing ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑥 ≠ (0g‘𝐹))) → 𝑥 ∈ (Unit‘𝐹))
13	4, 5, 7, 12	syl12anc 849	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑥 = (0g‘𝐹)) → 𝑥 ∈ (Unit‘𝐹))
14	1	ad4antr 744	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑦 = (0g‘𝐹)) → 𝐹 ∈ DivRing)
15		simpllr 787	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑦 = (0g‘𝐹)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐹))
16		neqne 2966	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑦 = (0g‘𝐹) → 𝑦 ≠ (0g‘𝐹))
17	16	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑦 = (0g‘𝐹)) → 𝑦 ≠ (0g‘𝐹))
18	8, 9, 10	drngunit 20841	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ DivRing → (𝑦 ∈ (Unit‘𝐹) ↔ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑦 ≠ (0g‘𝐹))))
19	18	biimpar 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ DivRing ∧ (𝑦 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑦 ≠ (0g‘𝐹))) → 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹))
20	14, 15, 17, 19	syl12anc 849	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) ∧ ¬ 𝑦 = (0g‘𝐹)) → 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹))
21		simplll 786	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → 𝜑)
22		simpr 489	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹))
23		eqid 2763	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (1r‘𝐹) = (1r‘𝐹)
24	23, 10	nzrnz 20621	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐹 ∈ NzRing → (1r‘𝐹) ≠ (0g‘𝐹))
25	3, 24	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (1r‘𝐹) ≠ (0g‘𝐹))
26	25	ad3antrrr 742	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → (1r‘𝐹) ≠ (0g‘𝐹))
27	22, 26	eqnetrd 3025	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) ≠ (0g‘𝐹))
28	27	neneqd 2963	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → ¬ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (0g‘𝐹))
29		oveq12 7419	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹)) → (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = ((0g‘𝐹)(+g‘𝐹)(0g‘𝐹)))
30	29	adantl 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹))) → (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = ((0g‘𝐹)(+g‘𝐹)(0g‘𝐹)))
31		eqid 2763	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (+g‘𝐹) = (+g‘𝐹)
32	1	drnggrpd 20845	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ Grp)
33	32	adantr 485	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹))) → 𝐹 ∈ Grp)
34	8, 10, 33	grpidcld 33368	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹))) → (0g‘𝐹) ∈ (Base‘𝐹))
35	8, 31, 10, 33, 34	grplidd 19040	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹))) → ((0g‘𝐹)(+g‘𝐹)(0g‘𝐹)) = (0g‘𝐹))
36	30, 35	eqtrd 2798	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹))) → (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (0g‘𝐹))
37	36	stoic1a 1802	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (0g‘𝐹)) → ¬ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹)))
38	21, 28, 37	syl2anc 595	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → ¬ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹)))
39		ianor 997	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝑥 = (0g‘𝐹) ∧ 𝑦 = (0g‘𝐹)) ↔ (¬ 𝑥 = (0g‘𝐹) ∨ ¬ 𝑦 = (0g‘𝐹)))
40	38, 39	sylib 221	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → (¬ 𝑥 = (0g‘𝐹) ∨ ¬ 𝑦 = (0g‘𝐹)))
41	13, 20, 40	orim12da 980	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ (𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹)) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝐹) ∨ 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹)))
42	41	ex 417	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐹)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹)) → ((𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝐹) ∨ 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹))))
43	42	anasss 471	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐹) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐹))) → ((𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝐹) ∨ 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹))))
44	43	ralrimivva 3208	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)((𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝐹) ∨ 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹))))
45	8, 31, 23, 9	islring 20648	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ LRing ↔ (𝐹 ∈ NzRing ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐹)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐹)((𝑥(+g‘𝐹)𝑦) = (1r‘𝐹) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝐹) ∨ 𝑦 ∈ (Unit‘𝐹)))))
46	3, 44, 45	sylanbrc 594	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ LRing)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 400   ∨ wo 860   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   ≠ wne 2958  ∀wral 3079  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  Basecbs 17273  +_gcplusg 17314  0_gc0g 17496  Grpcgrp 19004  1_rcur 20267  Unitcui 20442  NzRingcnzr 20618  LRingclring 20646  DivRingcdr 20836

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11160  ax-resscn 11161  ax-1cn 11162  ax-icn 11163  ax-addcl 11164  ax-addrcl 11165  ax-mulcl 11166  ax-mulrcl 11167  ax-mulcom 11168  ax-addass 11169  ax-mulass 11170  ax-distr 11171  ax-i2m1 11172  ax-1ne0 11173  ax-1rid 11174  ax-rnegex 11175  ax-rrecex 11176  ax-cnre 11177  ax-pre-lttri 11178  ax-pre-lttrn 11179  ax-pre-ltadd 11180  ax-pre-mulgt0 11181

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-2nd 7983  df-tpos 8218  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11447  df-neg 11448  df-nn 12238  df-2 12307  df-3 12308  df-sets 17228  df-slot 17246  df-ndx 17258  df-base 17274  df-plusg 17327  df-mulr 17328  df-0g 17498  df-mgm 18702  df-sgrp 18781  df-mnd 18797  df-grp 19007  df-minusg 19008  df-cmn 19856  df-abl 19857  df-mgp 20221  df-rng 20235  df-ur 20268  df-ring 20321  df-oppr 20424  df-dvdsr 20444  df-unit 20445  df-nzr 20619  df-lring 20647  df-drng 20838

This theorem is used by: (None)