Theorem isrnghmmul 20587

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 2762	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2		eqid 2762	. . 3 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
3		eqid 2762	. . 3 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
4	1, 2, 3	isrnghm 20586	. 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 20295	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Rng → 𝑀 ∈ Smgrp)
7		sgrpmgm 18830	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ Smgrp → 𝑀 ∈ Mgm)
8	6, 7	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Rng → 𝑀 ∈ Mgm)
9		isrnghmmul.n	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑁 = (mulGrp‘𝑆)
10	9	rngmgp 20295	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 ∈ Rng → 𝑁 ∈ Smgrp)
11		sgrpmgm 18830	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ Smgrp → 𝑁 ∈ Mgm)
12	10, 11	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑆 ∈ Rng → 𝑁 ∈ Mgm)
13	8, 12	anim12i 625	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) → (𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm))
14		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
15	1, 14	ghmf 19351	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
16	13, 15	anim12i 625	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆)) → ((𝑀 ∈ Mgm ∧ 𝑁 ∈ Mgm) ∧ 𝐹:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆)))
17	16	biantrurd 542	. . . . . 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 474	. . . . . 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 290	. . . . 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 20282	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
21	9, 14	mgpbas 20282	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑁)
22	5, 2	mgpplusg 20281	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑅) = (+g‘𝑀)
23	9, 3	mgpplusg 20281	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (+g‘𝑁)
24	20, 21, 22, 23	ismgmhm 18802	. . . . 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 292	. . . 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 590	. . 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 585	. 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 278	1 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ↔ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑀 MgmHom 𝑁))))

This proof depends on syntax axioms:   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3078  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7416  Basecbs 17305  ._rcmulr 17347  Mgmcmgm 18732   MgmHom cmgmhm 18796  Smgrpcsgrp 18824   GrpHom cghm 19344  mulGrpcmgp 20277  Rngcrng 20291   RngHom crnghm 20579

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 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204

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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  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 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8699  df-map 8831  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-nn 12261  df-2 12330  df-sets 17260  df-slot 17278  df-ndx 17290  df-base 17306  df-plusg 17359  df-mgmhm 18798  df-sgrp 18825  df-ghm 19345  df-abl 19914  df-mgp 20278  df-rng 20292  df-rnghm 20581

This theorem is used by:  rnghmmgmhm  20588  rnghmval2  20589  rnghmf1o  20597  rnghmco  20602  idrnghm  20603  rhmisrnghm  20626  c0rnghm  20701