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

Theorem idlinsubrg 34031
Description: The intersection between an ideal and a subring is an ideal of the subring. (Contributed by Thierry Arnoux, 6-Jul-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
idlinsubrg.s 𝑆 = (𝑅 ↾s 𝐴)
idlinsubrg.u 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
idlinsubrg.v 𝑉 = (LIdeal‘𝑆)
Assertion
Ref Expression
idlinsubrg ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (𝐼 ∩ 𝐴) ∈ 𝑉)

Proof of Theorem idlinsubrg
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 inss2 4133 . . . 4 (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴
2 idlinsubrg.s . . . . 5 𝑆 = (𝑅 ↾s 𝐴)
32subrgbas 20842 . . . 4 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
41, 3sseqtrid 3951 . . 3 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
54adantr 486 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
6 subrgrcl 20837 . . . . 5 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
7 idlinsubrg.u . . . . . 6 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
8 eqid 2760 . . . . . 6 (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
97, 8lidl0cl 21508 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐼)
106, 9sylan 592 . . . 4 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐼)
11 subrgsubg 20838 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅))
12 subgsubm 19368 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubMnd‘𝑅))
138subm0cl 19015 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubMnd‘𝑅) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐴)
1411, 12, 133syl 19 . . . . 5 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐴)
1514adantr 486 . . . 4 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐴)
1610, 15elind 4096 . . 3 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
1716ne0d 4287 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (𝐼 ∩ 𝐴) ≠ ∅)
18 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
192, 18ressplusg 17471 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (+g‘𝑅) = (+g‘𝑆))
20 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
212, 20ressmulr 17487 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (.r‘𝑅) = (.r‘𝑆))
2221oveqd 7441 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) = (𝑥(.r‘𝑆)𝑎))
23 eqidd 2761 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑏 = 𝑏)
2419, 22, 23oveq123d 7445 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) = ((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏))
2524ad4antr 745 . . . . . 6 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) = ((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏))
266ad4antr 745 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑅 ∈ Ring)
27 simp-4r 796 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝐼 ∈ 𝑈)
28 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . 14 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2928subrgss 20833 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
303, 29eqsstrrd 3944 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3130adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3231sselda 3909 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
3332ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
34 inss1 4132 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐼
3534a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐼)
3635sselda 3909 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑎 ∈ 𝐼)
3736adantr 486 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑎 ∈ 𝐼)
387, 28, 20lidlmcl 21513 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑎 ∈ 𝐼)) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) ∈ 𝐼)
3926, 27, 33, 37, 38syl22anc 852 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) ∈ 𝐼)
4034a1i 11 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐼)
4140sselda 3909 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑏 ∈ 𝐼)
427, 18lidlacl 21509 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎) ∈ 𝐼 ∧ 𝑏 ∈ 𝐼)) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐼)
4326, 27, 39, 41, 42syl22anc 852 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐼)
44 simp-4l 795 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅))
45 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
463ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
4745, 46eleqtrrd 2863 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ 𝐴)
4847ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑥 ∈ 𝐴)
491a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴)
5049sselda 3909 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑎 ∈ 𝐴)
5150adantr 486 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑎 ∈ 𝐴)
5220subrgmcl 20845 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ 𝐴) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) ∈ 𝐴)
5344, 48, 51, 52syl3anc 1398 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) ∈ 𝐴)
541a1i 11 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴)
5554sselda 3909 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑏 ∈ 𝐴)
5618subrgacl 20844 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) ∈ 𝐴 ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐴)
5744, 53, 55, 56syl3anc 1398 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐴)
5843, 57elind 4096 . . . . . 6 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → ((𝑥(.r‘𝑅)𝑎)(+g‘𝑅)𝑏) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
5925, 58eqeltrrd 2861 . . . . 5 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → ((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
6059anasss 472 . . . 4 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ (𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))) → ((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
6160ralrimivva 3205 . . 3 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → ∀𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
6261ralrimiva 3154 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑆)∀𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
63 idlinsubrg.v . . 3 𝑉 = (LIdeal‘𝑆)
64 eqid 2760 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
65 eqid 2760 . . 3 (+g‘𝑆) = (+g‘𝑆)
66 eqid 2760 . . 3 (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
6763, 64, 65, 66islidl 21503 . 2 ((𝐼 ∩ 𝐴) ∈ 𝑉 ↔ ((𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (𝐼 ∩ 𝐴) ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑆)∀𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)((𝑥(.r‘𝑆)𝑎)(+g‘𝑆)𝑏) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)))
685, 17, 62, 67syl3anbrc 1362 1 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (𝐼 ∩ 𝐴) ∈ 𝑉)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076   ⊆ wss 3896   ∩ cin 4088  ∅c0 4277  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424  Basecbs 17396   ↾s cress 17417  +gcplusg 17437  .rcmulr 17438  0gc0g 17619  SubMndcsubmnd 18986  SubGrpcsubg 19339  Ringcrg 20468  SubRingcsubrg 20830  LIdealclidl 21493
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 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284
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 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-er 8725  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-4 12414  df-5 12415  df-6 12416  df-7 12417  df-8 12418  df-sets 17351  df-slot 17369  df-ndx 17381  df-base 17397  df-ress 17418  df-plusg 17450  df-mulr 17451  df-sca 17453  df-vsca 17454  df-ip 17455  df-0g 17621  df-mgm 18825  df-sgrp 18917  df-mnd 18933  df-submnd 18988  df-grp 19156  df-minusg 19157  df-sbg 19158  df-subg 19342  df-cmn 20005  df-abl 20006  df-mgp 20370  df-rng 20384  df-ur 20417  df-ring 20470  df-subrng 20807  df-subrg 20831  df-lmod 21146  df-lss 21216  df-sra 21457  df-rgmod 21458  df-lidl 21495
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator