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 33860
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 = (𝑅s 𝐴)
idlinsubrg.u 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
idlinsubrg.v 𝑉 = (LIdeal‘𝑆)
Assertion
Ref Expression
idlinsubrg ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (𝐼𝐴) ∈ 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 (𝐼𝐴) ⊆ 𝐴
2 idlinsubrg.s . . . . 5 𝑆 = (𝑅s 𝐴)
32subrgbas 20744 . . . 4 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
41, 3sseqtrid 3973 . . 3 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝐼𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
54adantr 486 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (𝐼𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
6 subrgrcl 20739 . . . . 5 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
7 idlinsubrg.u . . . . . 6 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
8 eqid 2760 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
97, 8lidl0cl 21409 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ 𝐼)
106, 9sylan 592 . . . 4 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ 𝐼)
11 subrgsubg 20740 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅))
12 subgsubm 19273 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubMnd‘𝑅))
138subm0cl 18920 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubMnd‘𝑅) → (0g𝑅) ∈ 𝐴)
1411, 12, 133syl 19 . . . . 5 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (0g𝑅) ∈ 𝐴)
1514adantr 486 . . . 4 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ 𝐴)
1610, 15elind 4146 . . 3 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ (𝐼𝐴))
1716ne0d 4288 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (𝐼𝐴) ≠ ∅)
18 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (+g𝑅) = (+g𝑅)
192, 18ressplusg 17377 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (+g𝑅) = (+g𝑆))
20 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (.r𝑅) = (.r𝑅)
212, 20ressmulr 17393 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (.r𝑅) = (.r𝑆))
2221oveqd 7431 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝑥(.r𝑅)𝑎) = (𝑥(.r𝑆)𝑎))
23 eqidd 2761 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑏 = 𝑏)
2419, 22, 23oveq123d 7435 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) = ((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏))
2524ad4antr 745 . . . . . 6 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) = ((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏))
266ad4antr 745 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑅 ∈ Ring)
27 simp-4r 796 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝐼𝑈)
28 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . 14 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2928subrgss 20735 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
303, 29eqsstrrd 3966 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3130adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3231sselda 3931 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
3332ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
34 inss1 4182 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼𝐴) ⊆ 𝐼
3534a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐼𝐴) ⊆ 𝐼)
3635sselda 3931 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑎𝐼)
3736adantr 486 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑎𝐼)
387, 28, 20lidlmcl 21414 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑎𝐼)) → (𝑥(.r𝑅)𝑎) ∈ 𝐼)
3926, 27, 33, 37, 38syl22anc 852 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → (𝑥(.r𝑅)𝑎) ∈ 𝐼)
4034a1i 11 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) → (𝐼𝐴) ⊆ 𝐼)
4140sselda 3931 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑏𝐼)
427, 18lidlacl 21410 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) ∧ ((𝑥(.r𝑅)𝑎) ∈ 𝐼𝑏𝐼)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) ∈ 𝐼)
4326, 27, 39, 41, 42syl22anc 852 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) ∈ 𝐼)
44 simp-4l 795 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅))
45 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
463ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
4745, 46eleqtrrd 2863 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥𝐴)
4847ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑥𝐴)
491a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐼𝐴) ⊆ 𝐴)
5049sselda 3931 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑎𝐴)
5150adantr 486 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑎𝐴)
5220subrgmcl 20747 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥𝐴𝑎𝐴) → (𝑥(.r𝑅)𝑎) ∈ 𝐴)
5344, 48, 51, 52syl3anc 1398 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → (𝑥(.r𝑅)𝑎) ∈ 𝐴)
541a1i 11 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) → (𝐼𝐴) ⊆ 𝐴)
5554sselda 3931 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑏𝐴)
5618subrgacl 20746 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑎) ∈ 𝐴𝑏𝐴) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) ∈ 𝐴)
5744, 53, 55, 56syl3anc 1398 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) ∈ 𝐴)
5843, 57elind 4146 . . . . . 6 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
5925, 58eqeltrrd 2861 . . . . 5 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → ((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
6059anasss 472 . . . 4 ((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ (𝑎 ∈ (𝐼𝐴) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴))) → ((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
6160ralrimivva 3205 . . 3 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → ∀𝑎 ∈ (𝐼𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼𝐴)((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
6261ralrimiva 3154 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑆)∀𝑎 ∈ (𝐼𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼𝐴)((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
63 idlinsubrg.v . . 3 𝑉 = (LIdeal‘𝑆)
64 eqid 2760 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
65 eqid 2760 . . 3 (+g𝑆) = (+g𝑆)
66 eqid 2760 . . 3 (.r𝑆) = (.r𝑆)
6763, 64, 65, 66islidl 21404 . 2 ((𝐼𝐴) ∈ 𝑉 ↔ ((𝐼𝐴) ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (𝐼𝐴) ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑆)∀𝑎 ∈ (𝐼𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼𝐴)((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏) ∈ (𝐼𝐴)))
685, 17, 62, 67syl3anbrc 1362 1 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (𝐼𝐴) ∈ 𝑉)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2955  wral 3076  cin 3898  wss 3899  c0 4279  cfv 6533  (class class class)co 7414  Basecbs 17302  s cress 17323  +gcplusg 17343  .rcmulr 17344  0gc0g 17525  SubMndcsubmnd 18891  SubGrpcsubg 19244  Ringcrg 20373  SubRingcsubrg 20732  LIdealclidl 21394
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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202
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 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 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 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 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-er 8697  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-7 12333  df-8 12334  df-sets 17257  df-slot 17275  df-ndx 17287  df-base 17303  df-ress 17324  df-plusg 17356  df-mulr 17357  df-sca 17359  df-vsca 17360  df-ip 17361  df-0g 17527  df-mgm 18731  df-sgrp 18822  df-mnd 18838  df-submnd 18893  df-grp 19061  df-minusg 19062  df-sbg 19063  df-subg 19247  df-cmn 19910  df-abl 19911  df-mgp 20275  df-rng 20289  df-ur 20322  df-ring 20375  df-subrng 20709  df-subrg 20733  df-lmod 21047  df-lss 21117  df-sra 21358  df-rgmod 21359  df-lidl 21396
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator