Theorem lidldvgen 20022

Description: An element generates an ideal iff it is contained in the ideal and all elements are right-divided by it. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lidldvgen.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
lidldvgen.u	⊢ 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
lidldvgen.k	⊢ 𝐾 = (RSpan‘𝑅)
lidldvgen.d	⊢ ∥ = (∥r‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
lidldvgen	⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐼 = (𝐾‘{𝐺}) ↔ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑈   𝑥,𝐵   𝑥, ∥   𝑥,𝑅   𝑥,𝐼   𝑥,𝐾   𝑥,𝐺

Proof of Theorem lidldvgen

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1132	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → 𝑅 ∈ Ring)
2		simp3 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ 𝐵)
3	2	snssd 4735	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → {𝐺} ⊆ 𝐵)
4		lidldvgen.k	. . . . . . 7 ⊢ 𝐾 = (RSpan‘𝑅)
5		lidldvgen.b	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
6	4, 5	rspssid 19990	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ {𝐺} ⊆ 𝐵) → {𝐺} ⊆ (𝐾‘{𝐺}))
7	1, 3, 6	syl2anc 586	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → {𝐺} ⊆ (𝐾‘{𝐺}))
8		snssg 4710	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ 𝐵 → (𝐺 ∈ (𝐾‘{𝐺}) ↔ {𝐺} ⊆ (𝐾‘{𝐺})))
9	8	3ad2ant3 1131	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐺 ∈ (𝐾‘{𝐺}) ↔ {𝐺} ⊆ (𝐾‘{𝐺})))
10	7, 9	mpbird 259	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ (𝐾‘{𝐺}))
11		lidldvgen.d	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∥ = (∥r‘𝑅)
12	5, 4, 11	rspsn 20021	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐾‘{𝐺}) = {𝑦 ∣ 𝐺 ∥ 𝑦})
13	12	3adant2 1127	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐾‘{𝐺}) = {𝑦 ∣ 𝐺 ∥ 𝑦})
14	13	eleq2d 2898	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺}) ↔ 𝑥 ∈ {𝑦 ∣ 𝐺 ∥ 𝑦}))
15		vex 3497	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑥 ∈ V
16		breq2 5062	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → (𝐺 ∥ 𝑦 ↔ 𝐺 ∥ 𝑥))
17	15, 16	elab 3666	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {𝑦 ∣ 𝐺 ∥ 𝑦} ↔ 𝐺 ∥ 𝑥)
18	14, 17	syl6bb 289	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺}) ↔ 𝐺 ∥ 𝑥))
19	18	biimpd 231	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺}) → 𝐺 ∥ 𝑥))
20	19	ralrimiv 3181	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺})𝐺 ∥ 𝑥)
21	10, 20	jca 514	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐺 ∈ (𝐾‘{𝐺}) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺})𝐺 ∥ 𝑥))
22		eleq2 2901	. . . 4 ⊢ (𝐼 = (𝐾‘{𝐺}) → (𝐺 ∈ 𝐼 ↔ 𝐺 ∈ (𝐾‘{𝐺})))
23		raleq 3405	. . . 4 ⊢ (𝐼 = (𝐾‘{𝐺}) → (∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥 ↔ ∀𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺})𝐺 ∥ 𝑥))
24	22, 23	anbi12d 632	. . 3 ⊢ (𝐼 = (𝐾‘{𝐺}) → ((𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥) ↔ (𝐺 ∈ (𝐾‘{𝐺}) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐾‘{𝐺})𝐺 ∥ 𝑥)))
25	21, 24	syl5ibrcom 249	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐼 = (𝐾‘{𝐺}) → (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)))
26		df-ral 3143	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥 ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐼 → 𝐺 ∥ 𝑥))
27		ssab 4040	. . . . . . 7 ⊢ (𝐼 ⊆ {𝑥 ∣ 𝐺 ∥ 𝑥} ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐼 → 𝐺 ∥ 𝑥))
28	26, 27	sylbb2 240	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥 → 𝐼 ⊆ {𝑥 ∣ 𝐺 ∥ 𝑥})
29	28	ad2antll 727	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)) → 𝐼 ⊆ {𝑥 ∣ 𝐺 ∥ 𝑥})
30	5, 4, 11	rspsn 20021	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐾‘{𝐺}) = {𝑥 ∣ 𝐺 ∥ 𝑥})
31	30	3adant2 1127	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐾‘{𝐺}) = {𝑥 ∣ 𝐺 ∥ 𝑥})
32	31	adantr 483	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)) → (𝐾‘{𝐺}) = {𝑥 ∣ 𝐺 ∥ 𝑥})
33	29, 32	sseqtrrd 4007	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)) → 𝐼 ⊆ (𝐾‘{𝐺}))
34		simpl1 1187	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ 𝐺 ∈ 𝐼) → 𝑅 ∈ Ring)
35		simpl2 1188	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ 𝐺 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑈)
36		snssi 4734	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ 𝐼 → {𝐺} ⊆ 𝐼)
37	36	adantl 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ 𝐺 ∈ 𝐼) → {𝐺} ⊆ 𝐼)
38		lidldvgen.u	. . . . . . 7 ⊢ 𝑈 = (LIdeal‘𝑅)
39	4, 38	rspssp 19993	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ {𝐺} ⊆ 𝐼) → (𝐾‘{𝐺}) ⊆ 𝐼)
40	34, 35, 37, 39	syl3anc 1367	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ 𝐺 ∈ 𝐼) → (𝐾‘{𝐺}) ⊆ 𝐼)
41	40	adantrr 715	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)) → (𝐾‘{𝐺}) ⊆ 𝐼)
42	33, 41	eqssd 3983	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) ∧ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)) → 𝐼 = (𝐾‘{𝐺}))
43	42	ex 415	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → ((𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥) → 𝐼 = (𝐾‘{𝐺})))
44	25, 43	impbid 214	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑈 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐼 = (𝐾‘{𝐺}) ↔ (𝐺 ∈ 𝐼 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐼 𝐺 ∥ 𝑥)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083  ∀wal 1531   = wceq 1533   ∈ wcel 2110  {cab 2799  ∀wral 3138   ⊆ wss 3935  {csn 4560   class class class wbr 5058  ‘cfv 6349  Basecbs 16477  Ringcrg 19291  ∥_rcdsr 19382  LIdealclidl 19936  RSpancrsp 19937

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2173  ax-ext 2793  ax-rep 5182  ax-sep 5195  ax-nul 5202  ax-pow 5258  ax-pr 5321  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4467  df-pw 4540  df-sn 4561  df-pr 4563  df-tp 4565  df-op 4567  df-uni 4832  df-int 4869  df-iun 4913  df-br 5059  df-opab 5121  df-mpt 5139  df-tr 5165  df-id 5454  df-eprel 5459  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5508  df-we 5510  df-xp 5555  df-rel 5556  df-cnv 5557  df-co 5558  df-dm 5559  df-rn 5560  df-res 5561  df-ima 5562  df-pred 6142  df-ord 6188  df-on 6189  df-lim 6190  df-suc 6191  df-iota 6308  df-fun 6351  df-fn 6352  df-f 6353  df-f1 6354  df-fo 6355  df-f1o 6356  df-fv 6357  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7575  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8283  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-nn 11633  df-2 11694  df-3 11695  df-4 11696  df-5 11697  df-6 11698  df-7 11699  df-8 11700  df-ndx 16480  df-slot 16481  df-base 16483  df-sets 16484  df-ress 16485  df-plusg 16572  df-mulr 16573  df-sca 16575  df-vsca 16576  df-ip 16577  df-0g 16709  df-mgm 17846  df-sgrp 17895  df-mnd 17906  df-grp 18100  df-minusg 18101  df-sbg 18102  df-subg 18270  df-mgp 19234  df-ur 19246  df-ring 19293  df-dvdsr 19385  df-subrg 19527  df-lmod 19630  df-lss 19698  df-lsp 19738  df-sra 19938  df-rgmod 19939  df-lidl 19940  df-rsp 19941

This theorem is referenced by:  lpigen  20023  ig1prsp  24765