Theorem isrnghmmul 20407

Description: A function is a non-unital ring homomorphism iff it preserves both addition and multiplication. (Contributed by AV, 27-Feb-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
isrnghmmul.m	⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
isrnghmmul.n	⊢ 𝑁 = (mulGrp‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
isrnghmmul	⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ↔ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁))))

Proof of Theorem isrnghmmul

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2736	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2		eqid 2736	. . 3 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
3		eqid 2736	. . 3 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
4	1, 2, 3	isrnghm 20406	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ↔ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)))))
5		isrnghmmul.m	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
6	5	rngmgp 20121	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Rng → 𝑀 ∈ Smgrp)
7		sgrpmgm 18707	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ Smgrp → 𝑀 ∈ Mgm)
8	6, 7	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Rng → 𝑀 ∈ Mgm)
9		isrnghmmul.n	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑁 = (mulGrp‘𝑆)
10	9	rngmgp 20121	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 ∈ Rng → 𝑁 ∈ Smgrp)
11		sgrpmgm 18707	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ Smgrp → 𝑁 ∈ Mgm)
12	10, 11	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑆 ∈ Rng → 𝑁 ∈ Mgm)
13	8, 12	anim12i 613	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) → (𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm))
14		eqid 2736	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
15	1, 14	ghmf 19208	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
16	13, 15	anim12i 613	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆)) → ((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆)))
17	16	biantrurd 532	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)) ↔ (((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆)) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)))))
18		anass 468	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆)) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦))) ↔ ((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ (𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)))))
19	17, 18	bitrdi 287	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)) ↔ ((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ (𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦))))))
20	5, 1	mgpbas 20110	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
21	9, 14	mgpbas 20110	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑁)
22	5, 2	mgpplusg 20109	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑅) = (+g‘𝑀)
23	9, 3	mgpplusg 20109	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (+g‘𝑁)
24	20, 21, 22, 23	ismgmhm 18679	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁) ↔ ((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ (𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)))))
25	19, 24	bitr4di 289	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)) ↔ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁)))
26	25	pm5.32da 579	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) → ((𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦))) ↔ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁))))
27	26	pm5.32i 574	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)(𝐹‘(𝑥(.r‘𝑅)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑆)(𝐹‘𝑦)))) ↔ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁))))
28	4, 27	bitri 275	1 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ↔ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁))))

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3052  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  Basecbs 17233  ._rcmulr 17277  Mgmcmgm 18621   MgmHom cmgmhm 18673  Smgrpcsgrp 18701   GrpHom cghm 19200  mulGrpcmgp 20105  Rngcrng 20117   RngHom crnghm 20399

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-cnex 11190  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4889  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-er 8724  df-map 8847  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-nn 12246  df-2 12308  df-sets 17188  df-slot 17206  df-ndx 17218  df-base 17234  df-plusg 17289  df-mgmhm 18675  df-sgrp 18702  df-ghm 19201  df-abl 19769  df-mgp 20106  df-rng 20118  df-rnghm 20401

This theorem is referenced by:  rnghmmgmhm  20408  rnghmval2  20409  rnghmf1o  20417  rnghmco  20422  idrnghm  20423  rhmisrnghm  20445  c0rnghm  20500