Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fldhmf1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fldhmf1 43332
Description: A field homomorphism is injective. This follows immediately from the definition of the ring homomorphism that sends the multiplicative identity to the multiplicative identity. (Contributed by metakunt, 7-Jan-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
fldhmf1.1 (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
fldhmf1.2 (𝜑 → 𝐿 ∈ Field)
fldhmf1.3 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿))
fldhmf1.4 𝐴 = (Base‘𝐾)
fldhmf1.5 𝐵 = (Base‘𝐿)
Assertion
Ref Expression
fldhmf1 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶1-1𝐵)

Proof of Theorem fldhmf1
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fldhmf1.3 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿))
2 fldhmf1.4 . . . . 5 𝐴 = (Base‘𝐾)
3 fldhmf1.5 . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝐿)
42, 3rhmf 20745 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿) → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
51, 4syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
61ad4antr 745 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿))
7 rhmghm 20744 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿) → 𝐹 ∈ (𝐾 GrpHom 𝐿))
86, 7syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐹 ∈ (𝐾 GrpHom 𝐿))
9 simp-4r 796 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝑎 ∈ 𝐴)
10 fldhmf1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
11 isfld 21023 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐾 ∈ Field ↔ (𝐾 ∈ DivRing ∧ 𝐾 ∈ CRing))
1210, 11sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (𝐾 ∈ DivRing ∧ 𝐾 ∈ CRing))
1312simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 𝐾 ∈ DivRing)
1413ad4antr 745 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐾 ∈ DivRing)
15 drnggrp 21020 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ DivRing → 𝐾 ∈ Grp)
1614, 15syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐾 ∈ Grp)
17 simpllr 788 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝑏 ∈ 𝐴)
18 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (invg‘𝐾) = (invg‘𝐾)
192, 18grpinvcl 19227 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐾 ∈ Grp ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴)
2016, 17, 19syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴)
21 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g‘𝐾) = (+g‘𝐾)
22 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g‘𝐿) = (+g‘𝐿)
232, 21, 22ghmlin 19464 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ∈ (𝐾 GrpHom 𝐿) ∧ 𝑎 ∈ 𝐴 ∧ ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) = ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)(𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏))))
248, 9, 20, 23syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) = ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)(𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏))))
25 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (invg‘𝐿) = (invg‘𝐿)
262, 18, 25ghminv 19466 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹 ∈ (𝐾 GrpHom 𝐿) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → (𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) = ((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏)))
278, 17, 26syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) = ((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏)))
2827oveq2d 7459 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)(𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏))) = ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))))
29 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏))
3029oveq1d 7458 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))) = ((𝐹‘𝑏)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))))
31 fldhmf1.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝜑 → 𝐿 ∈ Field)
3231ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → 𝐿 ∈ Field)
33 isfld 21023 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝐿 ∈ Field ↔ (𝐿 ∈ DivRing ∧ 𝐿 ∈ CRing))
3432, 33sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → (𝐿 ∈ DivRing ∧ 𝐿 ∈ CRing))
3534simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → 𝐿 ∈ DivRing)
3635adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐿 ∈ DivRing)
37 drngring 21017 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐿 ∈ DivRing → 𝐿 ∈ Ring)
3836, 37syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐿 ∈ Ring)
3938ringgrpd 20499 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐿 ∈ Grp)
406, 4syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
4140, 17ffvelcdmd 7109 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘𝑏) ∈ 𝐵)
42 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (0g‘𝐿) = (0g‘𝐿)
433, 22, 42, 25grprinv 19230 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐿 ∈ Grp ∧ (𝐹‘𝑏) ∈ 𝐵) → ((𝐹‘𝑏)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4439, 41, 43syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑏)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4530, 44eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4628, 45eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)(𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4724, 46eqtrd 2798 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4847oveq1d 7458 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = ((0g‘𝐿)(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))))
492, 21grpcl 19181 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐾 ∈ Grp ∧ 𝑎 ∈ 𝐴 ∧ ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴) → (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴)
5016, 9, 20, 49syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴)
512, 18grpinvinv 19245 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐾 ∈ Grp ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → ((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) = 𝑏)
5216, 17, 51syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) = 𝑏)
53 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝑎 ≠ 𝑏)
5453necomd 3014 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝑏 ≠ 𝑎)
5552, 54eqnetrd 3026 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ 𝑎)
56 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (0g‘𝐾) = (0g‘𝐾)
572, 21, 56, 18grpinvid2 19232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐾 ∈ Grp ∧ ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) → (((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) = 𝑎 ↔ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) = (0g‘𝐾)))
5857necon3bid 3003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐾 ∈ Grp ∧ ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) → (((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ 𝑎 ↔ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ (0g‘𝐾)))
5916, 20, 9, 58syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ 𝑎 ↔ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ (0g‘𝐾)))
6055, 59mpbid 235 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ (0g‘𝐾))
6150, 60jca 521 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴 ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ (0g‘𝐾)))
62 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (Unit‘𝐾) = (Unit‘𝐾)
632, 62, 56drngunit 21015 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐾 ∈ DivRing → ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾) ↔ ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴 ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ (0g‘𝐾))))
6414, 63syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾) ↔ ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴 ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ (0g‘𝐾))))
6561, 64mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾))
66 rhmunitinv 20791 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿) ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾)) → (𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) = ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))))
676, 65, 66syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) = ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))))
68 elrhmunit 20790 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿) ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾)) → (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐿))
696, 65, 68syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐿))
70 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (Unit‘𝐿) = (Unit‘𝐿)
71 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (invr‘𝐿) = (invr‘𝐿)
7270, 71unitinvcl 20650 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐿 ∈ Ring ∧ (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐿)) → ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ (Unit‘𝐿))
7338, 69, 72syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ (Unit‘𝐿))
743, 70, 42drngunit 21015 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐿 ∈ DivRing → (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ (Unit‘𝐿) ↔ (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵 ∧ ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ≠ (0g‘𝐿))))
7536, 74syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ (Unit‘𝐿) ↔ (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵 ∧ ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ≠ (0g‘𝐿))))
7675biimpd 232 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ (Unit‘𝐿) → (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵 ∧ ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ≠ (0g‘𝐿))))
7773, 76mpd 16 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵 ∧ ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ≠ (0g‘𝐿)))
7877simpld 500 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invr‘𝐿)‘(𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵)
7967, 78eqeltrd 2864 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵)
8038, 79jca 521 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐿 ∈ Ring ∧ (𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵))
81 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 (.r‘𝐿) = (.r‘𝐿)
823, 81, 42ringlz 20554 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐿 ∈ Ring ∧ (𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) ∈ 𝐵) → ((0g‘𝐿)(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = (0g‘𝐿))
8380, 82syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((0g‘𝐿)(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = (0g‘𝐿))
8448, 83eqtrd 2798 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = (0g‘𝐿))
8584eqcomd 2769 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (0g‘𝐿) = ((𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))))
8612simprd 501 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐾 ∈ CRing)
8786crngringd 20503 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐾 ∈ Ring)
8887ad4antr 745 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐾 ∈ Ring)
89 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . 14 (invr‘𝐾) = (invr‘𝐾)
9062, 89unitinvcl 20650 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾 ∈ Ring ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾)) → ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐾))
9188, 65, 90syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐾))
92 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . 14 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
9392, 62unitcl 20635 . . . . . . . . . . . . 13 (((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐾) → ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Base‘𝐾))
942eqcomi 2772 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝐾) = 𝐴
9593, 94eleqtrdi 2874 . . . . . . . . . . . 12 (((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐾) → ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ 𝐴)
9691, 95syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ 𝐴)
97 eqid 2763 . . . . . . . . . . . 12 (.r‘𝐾) = (.r‘𝐾)
982, 97, 81rhmmul 20750 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿) ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴 ∧ ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ 𝐴) → (𝐹‘((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = ((𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))))
996, 50, 96, 98syl3anc 1399 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = ((𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))))
10099eqcomd 2769 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))(.r‘𝐿)(𝐹‘((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = (𝐹‘((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))))
101 drngring 21017 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ DivRing → 𝐾 ∈ Ring)
10214, 101syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐾 ∈ Ring)
103 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 (1r‘𝐾) = (1r‘𝐾)
10462, 89, 97, 103unitrinv 20654 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐾 ∈ Ring ∧ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ (Unit‘𝐾)) → ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) = (1r‘𝐾))
105102, 65, 104syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)))) = (1r‘𝐾))
106105fveq2d 6912 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = (𝐹‘(1r‘𝐾)))
107 eqid 2763 . . . . . . . . . . . 12 (1r‘𝐿) = (1r‘𝐿)
108103, 107rhm1 20754 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ (𝐾 RingHom 𝐿) → (𝐹‘(1r‘𝐾)) = (1r‘𝐿))
1096, 108syl 18 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘(1r‘𝐾)) = (1r‘𝐿))
110106, 109eqtrd 2798 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘((𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))(.r‘𝐾)((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))))) = (1r‘𝐿))
11185, 100, 1103eqtrd 2802 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (0g‘𝐿) = (1r‘𝐿))
11242, 107drngunz 21031 . . . . . . . . . . . 12 (𝐿 ∈ DivRing → (1r‘𝐿) ≠ (0g‘𝐿))
11335, 112syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → (1r‘𝐿) ≠ (0g‘𝐿))
114113necomd 3014 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → (0g‘𝐿) ≠ (1r‘𝐿))
115114adantr 486 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (0g‘𝐿) ≠ (1r‘𝐿))
116115neneqd 2964 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ¬ (0g‘𝐿) = (1r‘𝐿))
117111, 116pm2.65da 829 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → ¬ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏))
118117neqned 2966 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏))
119118ex 418 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏)))
120119ralrimiva 3158 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) → ∀𝑏 ∈ 𝐴 (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏)))
121120ralrimiva 3158 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∀𝑏 ∈ 𝐴 (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏)))
1225, 121jca 521 . 2 (𝜑 → (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∀𝑏 ∈ 𝐴 (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏))))
123 dff14a 7297 . 2 (𝐹:𝐴⟶1-1𝐵 ↔ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∀𝑏 ∈ 𝐴 (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏))))
124122, 123sylibr 237 1 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶1-1𝐵)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ⟶wf 6554  ⟶1-1wf1 6555  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  Basecbs 17416  +gcplusg 17457  .rcmulr 17458  0gc0g 17639  Grpcgrp 19173  invgcminusg 19174   GrpHom cghm 19456  1rcur 20437  Ringcrg 20489  CRingccrg 20490  Unitcui 20615  invrcinvr 20647   RingHom crh 20729  DivRingcdr 21010  Fieldcfield 21011
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-tpos 8271  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-er 8745  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-0g 17641  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-ghm 19457  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-cring 20492  df-oppr 20597  df-dvdsr 20617  df-unit 20618  df-invr 20648  df-rhm 20732  df-drng 21012  df-field 21013
This theorem is used by:  aks5lem7  43442
  Copyright terms: Public domain W3C validator