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 33752
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 4193 . . . 4 (𝐼𝐴) ⊆ 𝐴
2 idlinsubrg.s . . . . 5 𝑆 = (𝑅s 𝐴)
32subrgbas 20695 . . . 4 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
41, 3sseqtrid 3982 . . 3 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝐼𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
54adantr 486 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (𝐼𝐴) ⊆ (Base‘𝑆))
6 subrgrcl 20690 . . . . 5 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
7 idlinsubrg.u . . . . . 6 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
8 eqid 2766 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
97, 8lidl0cl 21360 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ 𝐼)
106, 9sylan 592 . . . 4 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ 𝐼)
11 subrgsubg 20691 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅))
12 subgsubm 19225 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (SubGrp‘𝑅) → 𝐴 ∈ (SubMnd‘𝑅))
138subm0cl 18879 . . . . . 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 4156 . . 3 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (0g𝑅) ∈ (𝐼𝐴))
1716ne0d 4298 . 2 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (𝐼𝐴) ≠ ∅)
18 eqid 2766 . . . . . . . . 9 (+g𝑅) = (+g𝑅)
192, 18ressplusg 17354 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (+g𝑅) = (+g𝑆))
20 eqid 2766 . . . . . . . . . 10 (.r𝑅) = (.r𝑅)
212, 20ressmulr 17370 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (.r𝑅) = (.r𝑆))
2221oveqd 7433 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝑥(.r𝑅)𝑎) = (𝑥(.r𝑆)𝑎))
23 eqidd 2767 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑏 = 𝑏)
2419, 22, 23oveq123d 7437 . . . . . . 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 2766 . . . . . . . . . . . . . 14 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2928subrgss 20686 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
303, 29eqsstrrd 3975 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3130adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
3231sselda 3940 . . . . . . . . . 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 4192 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼𝐴) ⊆ 𝐼
3534a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐼𝐴) ⊆ 𝐼)
3635sselda 3940 . . . . . . . . . 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 21365 . . . . . . . . 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 3940 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑏𝐼)
427, 18lidlacl 21361 . . . . . . . 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 2869 . . . . . . . . . 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 3940 . . . . . . . . . 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 20698 . . . . . . . . 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 3940 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → 𝑏𝐴)
5618subrgacl 20697 . . . . . . . 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 4156 . . . . . 6 (((((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) ∧ 𝑎 ∈ (𝐼𝐴)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼𝐴)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑎)(+g𝑅)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
5925, 58eqeltrrd 2867 . . . . 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 3211 . . 3 (((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝐼𝑈) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → ∀𝑎 ∈ (𝐼𝐴)∀𝑏 ∈ (𝐼𝐴)((𝑥(.r𝑆)𝑎)(+g𝑆)𝑏) ∈ (𝐼𝐴))
6261ralrimiva 3160 . 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 2766 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
65 eqid 2766 . . 3 (+g𝑆) = (+g𝑆)
66 eqid 2766 . . 3 (.r𝑆) = (.r𝑆)
6763, 64, 65, 66islidl 21355 . 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 2146  wne 2961  wral 3082  cin 3907  wss 3908  c0 4289  cfv 6540  (class class class)co 7416  Basecbs 17279  s cress 17300  +gcplusg 17320  .rcmulr 17321  0gc0g 17502  SubMndcsubmnd 18850  SubGrpcsubg 19196  Ringcrg 20325  SubRingcsubrg 20683  LIdealclidl 21345
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5241  ax-sep 5260  ax-nul 5272  ax-pow 5339  ax-pr 5407  ax-un 7738  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4876  df-iun 4961  df-br 5113  df-opab 5177  df-mpt 5196  df-tr 5222  df-id 5559  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-we 5619  df-xp 5670  df-rel 5671  df-cnv 5672  df-co 5673  df-dm 5674  df-rn 5675  df-res 5676  df-ima 5677  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11453  df-neg 11454  df-nn 12244  df-2 12313  df-3 12314  df-4 12315  df-5 12316  df-6 12317  df-7 12318  df-8 12319  df-sets 17234  df-slot 17252  df-ndx 17264  df-base 17280  df-ress 17301  df-plusg 17333  df-mulr 17334  df-sca 17336  df-vsca 17337  df-ip 17338  df-0g 17504  df-mgm 18708  df-sgrp 18787  df-mnd 18803  df-submnd 18852  df-grp 19013  df-minusg 19014  df-sbg 19015  df-subg 19199  df-cmn 19862  df-abl 19863  df-mgp 20227  df-rng 20241  df-ur 20274  df-ring 20327  df-subrng 20660  df-subrg 20684  df-lmod 20998  df-lss 21068  df-sra 21309  df-rgmod 21310  df-lidl 21347
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator