Theorem isrim0 20509

Description: A ring isomorphism is a homomorphism whose converse is also a homomorphism. Compare isgim2 19305. (Contributed by AV, 22-Oct-2019.) Remove sethood antecedent. (Revised by SN, 10-Jan-2025.)

Assertion

Ref	Expression
isrim0	⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingIso 𝑆) ↔ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ◡𝐹 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)))

Proof of Theorem isrim0

Dummy variables 𝑓 𝑟 𝑠 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rimrcl 20508	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingIso 𝑆) → (𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V))
2		rhmrcl1 20502	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
3	2	elexd 3512	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ V)
4		rhmrcl2 20503	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
5	4	elexd 3512	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ V)
6	3, 5	jca 511	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V))
7	6	adantr 480	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ◡𝐹 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)) → (𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V))
8		df-rim 20499	. . . . . 6 ⊢ RingIso = (𝑟 ∈ V, 𝑠 ∈ V ↦ {𝑓 ∈ (𝑟 RingHom 𝑠) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑠 RingHom 𝑟)})
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → RingIso = (𝑟 ∈ V, 𝑠 ∈ V ↦ {𝑓 ∈ (𝑟 RingHom 𝑠) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑠 RingHom 𝑟)}))
10		oveq12 7457	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑠 = 𝑆) → (𝑟 RingHom 𝑠) = (𝑅 RingHom 𝑆))
11	10	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑠 = 𝑆)) → (𝑟 RingHom 𝑠) = (𝑅 RingHom 𝑆))
12		oveq12 7457	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑠 = 𝑆 ∧ 𝑟 = 𝑅) → (𝑠 RingHom 𝑟) = (𝑆 RingHom 𝑅))
13	12	ancoms 458	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑠 = 𝑆) → (𝑠 RingHom 𝑟) = (𝑆 RingHom 𝑅))
14	13	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑠 = 𝑆)) → (𝑠 RingHom 𝑟) = (𝑆 RingHom 𝑅))
15	14	eleq2d 2830	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑠 = 𝑆)) → (◡𝑓 ∈ (𝑠 RingHom 𝑟) ↔ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)))
16	11, 15	rabeqbidv 3462	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑠 = 𝑆)) → {𝑓 ∈ (𝑟 RingHom 𝑠) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑠 RingHom 𝑟)} = {𝑓 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)})
17		simpl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → 𝑅 ∈ V)
18		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → 𝑆 ∈ V)
19		ovex 7481	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 RingHom 𝑆) ∈ V
20	19	rabex 5357	. . . . . 6 ⊢ {𝑓 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)} ∈ V
21	20	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → {𝑓 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)} ∈ V)
22	9, 16, 17, 18, 21	ovmpod 7602	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → (𝑅 RingIso 𝑆) = {𝑓 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)})
23	22	eleq2d 2830	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → (𝐹 ∈ (𝑅 RingIso 𝑆) ↔ 𝐹 ∈ {𝑓 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)}))
24		cnveq 5898	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → ◡𝑓 = ◡𝐹)
25	24	eleq1d 2829	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅) ↔ ◡𝐹 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)))
26	25	elrab 3708	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ {𝑓 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∣ ◡𝑓 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)} ↔ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ◡𝐹 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)))
27	23, 26	bitrdi 287	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ V ∧ 𝑆 ∈ V) → (𝐹 ∈ (𝑅 RingIso 𝑆) ↔ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ◡𝐹 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅))))
28	1, 7, 27	pm5.21nii 378	1 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingIso 𝑆) ↔ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ◡𝐹 ∈ (𝑆 RingHom 𝑅)))

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1537   ∈ wcel 2108  {crab 3443  Vcvv 3488  ^◡ccnv 5699  (class class class)co 7448   ∈ cmpo 7450  Ringcrg 20260   RingHom crh 20495   RingIso crs 20496

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-er 8763  df-map 8886  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-nn 12294  df-2 12356  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-plusg 17324  df-0g 17501  df-mhm 18818  df-ghm 19253  df-mgp 20162  df-ur 20209  df-ring 20262  df-rhm 20498  df-rim 20499

This theorem is referenced by:  isrim  20518  rimrhm  20522  ringcinv  20693  rimcnv  42472  rimco  42473  ringcinvALTV  48033