Theorem isrnghmmul 20420

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 2740	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2		eqid 2740	. . 3 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
3		eqid 2740	. . 3 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
4	1, 2, 3	isrnghm 20419	. 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 20135	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Rng → 𝑀 ∈ Smgrp)
7		sgrpmgm 18690	. . . . . . . . . 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 20135	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 ∈ Rng → 𝑁 ∈ Smgrp)
11		sgrpmgm 18690	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ Smgrp → 𝑁 ∈ Mgm)
12	10, 11	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑆 ∈ Rng → 𝑁 ∈ Mgm)
13	8, 12	anim12i 619	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) → (𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm))
14		eqid 2740	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
15	1, 14	ghmf 19193	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
16	13, 15	anim12i 619	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆)) → ((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆)))
17	16	biantrurd 537	. . . . . 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 469	. . . . . 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 288	. . . . 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 20124	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
21	9, 14	mgpbas 20124	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑁)
22	5, 2	mgpplusg 20123	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑅) = (+g‘𝑀)
23	9, 3	mgpplusg 20123	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (+g‘𝑁)
24	20, 21, 22, 23	ismgmhm 18662	. . . . 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 290	. . . 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 584	. . 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 579	. 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 276	1 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ↔ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁))))

Syntax hints:   ↔ wb 207   ∧ wa 396   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∀wral 3054  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363  Basecbs 17177  ._rcmulr 17219  Mgmcmgm 18604   MgmHom cmgmhm 18656  Smgrpcsgrp 18684   GrpHom cghm 19185  mulGrpcmgp 20119  Rngcrng 20131   RngHom crnghm 20412

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4846  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-er 8640  df-map 8772  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-plusg 17231  df-mgmhm 18658  df-sgrp 18685  df-ghm 19186  df-abl 19756  df-mgp 20120  df-rng 20132  df-rnghm 20414

This theorem is referenced by:  rnghmmgmhm  20421  rnghmval2  20422  rnghmf1o  20430  rnghmco  20435  idrnghm  20436  rhmisrnghm  20458  c0rnghm  20514