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 43141
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–1-1→𝐵)

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 20715 . . . 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 20714 . . . . . . . . . . . . . . 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 20993 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20990 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (invg‘𝐾) = (invg‘𝐾)
192, 18grpinvcl 19198 . . . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g‘𝐾) = (+g‘𝐾)
22 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (+g‘𝐿) = (+g‘𝐿)
232, 21, 22ghmlin 19435 . . . . . . . . . . . . . 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 1398 . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (invg‘𝐿) = (invg‘𝐿)
262, 18, 25ghminv 19437 . . . . . . . . . . . . . . . 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 7436 . . . . . . . . . . . . . 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 7435 . . . . . . . . . . . . . . 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 20993 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20987 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐿 ∈ DivRing → 𝐿 ∈ Ring)
3836, 37syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐿 ∈ Ring)
3938ringgrpd 20469 . . . . . . . . . . . . . . . 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 7085 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘𝑏) ∈ 𝐵)
42 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (0g‘𝐿) = (0g‘𝐿)
433, 22, 42, 25grprinv 19201 . . . . . . . . . . . . . . . 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 2795 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)((invg‘𝐿)‘(𝐹‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4628, 45eqtrd 2795 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((𝐹‘𝑎)(+g‘𝐿)(𝐹‘((invg‘𝐾)‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4724, 46eqtrd 2795 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) = (0g‘𝐿))
4847oveq1d 7435 . . . . . . . . . . 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 19152 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐾 ∈ Grp ∧ 𝑎 ∈ 𝐴 ∧ ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴) → (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴)
5016, 9, 20, 49syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) ∈ 𝐴)
512, 18grpinvinv 19216 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝑏 ≠ 𝑎)
5552, 54eqnetrd 3022 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → ((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) ≠ 𝑎)
56 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (0g‘𝐾) = (0g‘𝐾)
572, 21, 56, 18grpinvid2 19203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐾 ∈ Grp ∧ ((invg‘𝐾)‘𝑏) ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) → (((invg‘𝐾)‘((invg‘𝐾)‘𝑏)) = 𝑎 ↔ (𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏)) = (0g‘𝐾)))
5857necon3bid 2999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (Unit‘𝐾) = (Unit‘𝐾)
632, 62, 56drngunit 20985 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20761 . . . . . . . . . . . . . . 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 20760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (Unit‘𝐿) = (Unit‘𝐿)
71 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (invr‘𝐿) = (invr‘𝐿)
7270, 71unitinvcl 20620 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20985 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2860 . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . 13 (.r‘𝐿) = (.r‘𝐿)
823, 81, 42ringlz 20524 . . . . . . . . . . . 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 2795 . . . . . . . . . 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 2766 . . . . . . . . 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 20473 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐾 ∈ Ring)
8887ad4antr 745 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐾 ∈ Ring)
89 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . 14 (invr‘𝐾) = (invr‘𝐾)
9062, 89unitinvcl 20620 . . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . . . 14 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
9392, 62unitcl 20605 . . . . . . . . . . . . 13 (((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Unit‘𝐾) → ((invr‘𝐾)‘(𝑎(+g‘𝐾)((invg‘𝐾)‘𝑏))) ∈ (Base‘𝐾))
942eqcomi 2769 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝐾) = 𝐴
9593, 94eleqtrdi 2870 . . . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . 12 (.r‘𝐾) = (.r‘𝐾)
982, 97, 81rhmmul 20720 . . . . . . . . . . 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 1398 . . . . . . . . . 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 2766 . . . . . . . . 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 20987 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ DivRing → 𝐾 ∈ Ring)
10214, 101syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → 𝐾 ∈ Ring)
103 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . 13 (1r‘𝐾) = (1r‘𝐾)
10462, 89, 97, 103unitrinv 20624 . . . . . . . . . . . 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 6889 . . . . . . . . . 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 2760 . . . . . . . . . . . 12 (1r‘𝐿) = (1r‘𝐿)
108103, 107rhm1 20724 . . . . . . . . . . 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 2795 . . . . . . . . 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 2799 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) ∧ (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑏)) → (0g‘𝐿) = (1r‘𝐿))
11242, 107drngunz 21001 . . . . . . . . . . . 12 (𝐿 ∈ DivRing → (1r‘𝐿) ≠ (0g‘𝐿))
11335, 112syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) ∧ 𝑎 ≠ 𝑏) → (1r‘𝐿) ≠ (0g‘𝐿))
114113necomd 3010 . . . . . . . . . 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 2960 . . . . . . . 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 2962 . . . . . 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 3154 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) → ∀𝑏 ∈ 𝐴 (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏)))
121120ralrimiva 3154 . . 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 7274 . 2 (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 ↔ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∀𝑏 ∈ 𝐴 (𝑎 ≠ 𝑏 → (𝐹‘𝑎) ≠ (𝐹‘𝑏))))
124122, 123sylibr 237 1 (𝜑 → 𝐹:𝐴–1-1→𝐵)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ⟶wf 6534  –1-1→wf1 6535  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17387  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  0gc0g 17610  Grpcgrp 19144  invgcminusg 19145   GrpHom cghm 19427  1rcur 20407  Ringcrg 20459  CRingccrg 20460  Unitcui 20585  invrcinvr 20617   RingHom crh 20699  DivRingcdr 20980  Fieldcfield 20981
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-tpos 8243  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-0g 17612  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-ghm 19428  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-rhm 20702  df-drng 20982  df-field 20983
This theorem is used by:  aks5lem7  43251
  Copyright terms: Public domain W3C validator