Theorem issubassa3 21117

Description: A subring that is also a subspace is a subalgebra. The key theorem is islss3 20266. (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 20078	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
3	2	ad2antrl 726	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
4		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
5	1, 4	resssca 17098	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑆))
6	5	ad2antrl 726	. 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 17099	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑆))
10	9	ad2antrl 726	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → ( ·𝑠 ‘𝑊) = ( ·𝑠 ‘𝑆))
11		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑊) = (.r‘𝑊)
12	1, 11	ressmulr 17062	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → (.r‘𝑊) = (.r‘𝑆))
13	12	ad2antrl 726	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (.r‘𝑊) = (.r‘𝑆))
14		assalmod 21112	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ AssAlg → 𝑊 ∈ LMod)
15		simpr 486	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → 𝐴 ∈ 𝐿)
16		issubassa.l	. . . 4 ⊢ 𝐿 = (LSubSp‘𝑊)
17	1, 16	lsslmod 20267	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → 𝑆 ∈ LMod)
18	14, 15, 17	syl2an 597	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ LMod)
19	1	subrgring 20072	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → 𝑆 ∈ Ring)
20	19	ad2antrl 726	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ Ring)
21	4	assasca 21114	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ AssAlg → (Scalar‘𝑊) ∈ CRing)
22	21	adantr 482	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (Scalar‘𝑊) ∈ CRing)
23		idd 24	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) → 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))))
24		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
25	24	subrgss 20070	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑊))
26	25	ad2antrl 726	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑊))
27	26	sseld 3925	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (𝑦 ∈ 𝐴 → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊)))
28	26	sseld 3925	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → (𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ (Base‘𝑊)))
29	23, 27, 28	3anim123d 1443	. . . 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))))
30	29	imp 408	. . 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)))
31		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
32	24, 4, 31, 8, 11	assaass 21110	. . . 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)))
33	32	adantlr 713	. . 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)))
34	30, 33	syldan 592	. 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)))
35	24, 4, 31, 8, 11	assaassr 21111	. . . 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)))
36	35	adantlr 713	. . 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)))
37	30, 36	syldan 592	. 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)))
38	3, 6, 7, 10, 13, 18, 20, 22, 34, 37	isassad 21116	1 ⊢ ((𝑊 ∈ AssAlg ∧ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑊) ∧ 𝐴 ∈ 𝐿)) → 𝑆 ∈ AssAlg)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 397   ∧ w3a 1087   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   ⊆ wss 3892  ‘cfv 6458  (class class class)co 7307  Basecbs 16957   ↾_s cress 16986  ._rcmulr 17008  Scalarcsca 17010   ·_𝑠 cvsca 17011  Ringcrg 19828  CRingccrg 19829  SubRingcsubrg 20065  LModclmod 20168  LSubSpclss 20238  AssAlgcasa 21102

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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7620  ax-cnex 10973  ax-resscn 10974  ax-1cn 10975  ax-icn 10976  ax-addcl 10977  ax-addrcl 10978  ax-mulcl 10979  ax-mulrcl 10980  ax-mulcom 10981  ax-addass 10982  ax-mulass 10983  ax-distr 10984  ax-i2m1 10985  ax-1ne0 10986  ax-1rid 10987  ax-rnegex 10988  ax-rrecex 10989  ax-cnre 10990  ax-pre-lttri 10991  ax-pre-lttrn 10992  ax-pre-ltadd 10993  ax-pre-mulgt0 10994

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3285  df-reu 3286  df-rab 3287  df-v 3439  df-sbc 3722  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-pss 3911  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-op 4572  df-uni 4845  df-iun 4933  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-tr 5199  df-id 5500  df-eprel 5506  df-po 5514  df-so 5515  df-fr 5555  df-we 5557  df-xp 5606  df-rel 5607  df-cnv 5608  df-co 5609  df-dm 5610  df-rn 5611  df-res 5612  df-ima 5613  df-pred 6217  df-ord 6284  df-on 6285  df-lim 6286  df-suc 6287  df-iota 6410  df-fun 6460  df-fn 6461  df-f 6462  df-f1 6463  df-fo 6464  df-f1o 6465  df-fv 6466  df-riota 7264  df-ov 7310  df-oprab 7311  df-mpo 7312  df-om 7745  df-1st 7863  df-2nd 7864  df-frecs 8128  df-wrecs 8159  df-recs 8233  df-rdg 8272  df-er 8529  df-en 8765  df-dom 8766  df-sdom 8767  df-pnf 11057  df-mnf 11058  df-xr 11059  df-ltxr 11060  df-le 11061  df-sub 11253  df-neg 11254  df-nn 12020  df-2 12082  df-3 12083  df-4 12084  df-5 12085  df-6 12086  df-sets 16910  df-slot 16928  df-ndx 16940  df-base 16958  df-ress 16987  df-plusg 17020  df-mulr 17021  df-sca 17023  df-vsca 17024  df-0g 17197  df-mgm 18371  df-sgrp 18420  df-mnd 18431  df-grp 18625  df-minusg 18626  df-sbg 18627  df-subg 18797  df-mgp 19766  df-ur 19783  df-ring 19830  df-subrg 20067  df-lmod 20170  df-lss 20239  df-assa 21105

This theorem is referenced by:  issubassa  21118  rnasclassa  21144