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 33981
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 4183 . . . 4 (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴
2 idlinsubrg.s . . . . 5 𝑆 = (𝑅 ↾s 𝐴)
32subrgbas 20833 . . . 4 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
41, 3sseqtrid 3973 . . 3 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
54adantr 486 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
6 subrgrcl 20828 . . . . 5 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
7 idlinsubrg.u . . . . . 6 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
8 eqid 2761 . . . . . 6 (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
97, 8lidl0cl 21499 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐼)
106, 9sylan 592 . . . 4 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ 𝐼)
11 subrgsubg 20829 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅))
12 subgsubm 19359 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubMnd‘𝑅))
138subm0cl 19006 . . . . . 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 4146 . . 3 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (0g‘𝑅) ∈ (𝐼 ∩ 𝐴))
1716ne0d 4288 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (𝐼 ∩ 𝐴) ≠ ∅)
18 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
192, 18ressplusg 17462 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (+g‘𝑅) = (+g‘𝑆))
20 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
212, 20ressmulr 17478 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (.r‘𝑅) = (.r‘𝑆))
2221oveqd 7437 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝑥(.r‘𝑅)𝑎) = (𝑥(.r‘𝑆)𝑎))
23 eqidd 2762 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑏 = 𝑏)
2419, 22, 23oveq123d 7441 . . . . . . 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 2761 . . . . . . . . . . . . . 14 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2928subrgss 20824 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
303, 29eqsstrrd 3966 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3130adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3231sselda 3931 . . . . . . . . . 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 4182 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐼
3534a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐼 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐼)
3635sselda 3931 . . . . . . . . . 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 21504 . . . . . . . . 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 3931 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑏 ∈ 𝐼)
427, 18lidlacl 21500 . . . . . . . 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 2864 . . . . . . . . . 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 3931 . . . . . . . . . 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 20836 . . . . . . . . 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 3931 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ 𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 ∩ 𝐴)) → 𝑏 ∈ 𝐴)
5618subrgacl 20835 . . . . . . . 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 4146 . . . . . 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 2862 . . . . 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 3206 . . 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 3155 . 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 2761 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
65 eqid 2761 . . 3 (+g‘𝑆) = (+g‘𝑆)
66 eqid 2761 . . 3 (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
6763, 64, 65, 66islidl 21494 . 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 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17387   ↾s cress 17408  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  0gc0g 17610  SubMndcsubmnd 18977  SubGrpcsubg 19330  Ringcrg 20459  SubRingcsubrg 20821  LIdealclidl 21484
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  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 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  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 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-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  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-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-0g 17612  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-subg 19333  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-lidl 21486
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator