Theorem issubassa3 21831

Description: A subring that is also a subspace is a subalgebra. The key theorem is islss3 20921. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
issubassa.s	⊢ 𝑆 = (𝑊 ↾s 𝐴)
issubassa.l	⊢ 𝐿 = (LSubSp‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
issubassa3	⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ AssAlg)

Proof of Theorem issubassa3

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		issubassa.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (𝑊 ↾s 𝐴)
2	1	subrgbas 20546	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
3	2	ad2antrl 728	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
4		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
5	1, 4	resssca 17362	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑆))
6	5	ad2antrl 728	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑆))
7		eqidd 2737	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊)))
8		eqid 2736	. . . 4 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑊)
9	1, 8	ressvsca 17363	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑆))
10	9	ad2antrl 728	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑆))
11		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑊) = (.r‘𝑊)
12	1, 11	ressmulr 17326	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → (.r‘𝑊) = (.r‘𝑆))
13	12	ad2antrl 728	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (.r‘𝑊) = (.r‘𝑆))
14		assalmod 21825	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ AssAlg → 𝑊 ∈ LMod)
15		simpr 484	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → 𝐴 ∈ 𝐿)
16		issubassa.l	. . . 4 ⊢ 𝐿 = (LSubSp‘𝑊)
17	1, 16	lsslmod 20922	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → 𝑆 ∈ LMod)
18	14, 15, 17	syl2an 596	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ LMod)
19	1	subrgring 20539	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → 𝑆 ∈ Ring)
20	19	ad2antrl 728	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ Ring)
21		idd 24	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) → 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))))
22		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
23	22	subrgss 20537	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑊))
24	23	ad2antrl 728	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑊))
25	24	sseld 3962	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (𝑦 ∈ 𝐴 → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊)))
26	24	sseld 3962	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ (Base‘𝑊)))
27	21, 25, 26	3anim123d 1445	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → ((𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑊))))
28	27	imp 406	. . 3 ⊢ (((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴)) → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑊)))
29		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
30	22, 4, 29, 8, 11	assaass 21823	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)𝑦)(.r‘𝑊)𝑧) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)(𝑦(.r‘𝑊)𝑧)))
31	30	adantlr 715	. . 3 ⊢ (((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)𝑦)(.r‘𝑊)𝑧) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)(𝑦(.r‘𝑊)𝑧)))
32	28, 31	syldan 591	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴)) → ((𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)𝑦)(.r‘𝑊)𝑧) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)(𝑦(.r‘𝑊)𝑧)))
33	22, 4, 29, 8, 11	assaassr 21824	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑦(.r‘𝑊)(𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)(𝑦(.r‘𝑊)𝑧)))
34	33	adantlr 715	. . 3 ⊢ (((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑦(.r‘𝑊)(𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)(𝑦(.r‘𝑊)𝑧)))
35	28, 34	syldan 591	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴)) → (𝑦(.r‘𝑊)(𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)𝑧)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑊)(𝑦(.r‘𝑊)𝑧)))
36	3, 6, 7, 10, 13, 18, 20, 32, 35	isassad 21830	1 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ AssAlg)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ⊆ wss 3931  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  Basecbs 17233   ↾_s cress 17256  ._rcmulr 17277  Scalarcsca 17279   ·_𝑠 cvsca 17280  Ringcrg 20198  SubRingcsubrg 20534  LModclmod 20822  LSubSpclss 20893  AssAlgcasa 21815

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-rmo 3364  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-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-3 12309  df-4 12310  df-5 12311  df-6 12312  df-sets 17188  df-slot 17206  df-ndx 17218  df-base 17234  df-ress 17257  df-plusg 17289  df-mulr 17290  df-sca 17292  df-vsca 17293  df-0g 17460  df-mgm 18623  df-sgrp 18702  df-mnd 18718  df-grp 18924  df-minusg 18925  df-sbg 18926  df-subg 19111  df-mgp 20106  df-ur 20147  df-ring 20200  df-subrg 20535  df-lmod 20824  df-lss 20894  df-assa 21818

This theorem is referenced by:  issubassa  21832  rnasclassa  21860