MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nzerooringczr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nzerooringczr 21491
Description: There is no zero object in the category of unital rings (at least in a universe which contains the zero ring and the ring of integers). Example 7.9 (3) in [Adamek] p. 103. (Contributed by AV, 18-Apr-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
nzerooringczr.u (𝜑𝑈𝑉)
nzerooringczr.c 𝐶 = (RingCat‘𝑈)
nzerooringczr.z (𝜑𝑍 ∈ (Ring ∖ NzRing))
nzerooringczr.e (𝜑𝑍𝑈)
nzerooringczr.i (𝜑 → ℤring𝑈)
Assertion
Ref Expression
nzerooringczr (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅)

Proof of Theorem nzerooringczr
Dummy variables 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ax-1 6 . 2 ((ZeroO‘𝐶) = ∅ → (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
2 neq0 4352 . . 3 (¬ (ZeroO‘𝐶) = ∅ ↔ ∃ ∈ (ZeroO‘𝐶))
3 nzerooringczr.u . . . . . . . 8 (𝜑𝑈𝑉)
4 nzerooringczr.c . . . . . . . . 9 𝐶 = (RingCat‘𝑈)
54ringccat 20663 . . . . . . . 8 (𝑈𝑉𝐶 ∈ Cat)
63, 5syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝐶 ∈ Cat)
7 iszeroi 18054 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ Cat ∧ ∈ (ZeroO‘𝐶)) → ( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))))
86, 7sylan 580 . . . . . 6 ((𝜑 ∈ (ZeroO‘𝐶)) → ( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))))
9 nzerooringczr.z . . . . . . . . 9 (𝜑𝑍 ∈ (Ring ∖ NzRing))
10 nzerooringczr.e . . . . . . . . 9 (𝜑𝑍𝑈)
113, 4, 9, 10zrtermoringc 20675 . . . . . . . 8 (𝜑𝑍 ∈ (TermO‘𝐶))
12 nzerooringczr.i . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℤring𝑈)
133, 12, 4irinitoringc 21490 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ℤring ∈ (InitO‘𝐶))
146ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) ∧ ℤring ∈ (InitO‘𝐶)) → 𝐶 ∈ Cat)
15 simplr 769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) ∧ ℤring ∈ (InitO‘𝐶)) → ∈ (InitO‘𝐶))
16 simpr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) ∧ ℤring ∈ (InitO‘𝐶)) → ℤring ∈ (InitO‘𝐶))
1714, 15, 16initoeu1w 18057 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) ∧ ℤring ∈ (InitO‘𝐶)) → ( ≃𝑐𝐶)ℤring)
186ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∈ (TermO‘𝐶)) ∧ 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶)) → 𝐶 ∈ Cat)
19 simpr 484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∈ (TermO‘𝐶)) ∧ 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶)) → 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶))
20 simplr 769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝜑 ∈ (TermO‘𝐶)) ∧ 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶)) → ∈ (TermO‘𝐶))
2118, 19, 20termoeu1w 18064 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∈ (TermO‘𝐶)) ∧ 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶)) → 𝑍( ≃𝑐𝐶))
22 cictr 17849 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝑍( ≃𝑐𝐶)( ≃𝑐𝐶)ℤring) → 𝑍( ≃𝑐𝐶)ℤring)
236, 22syl3an1 1164 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑𝑍( ≃𝑐𝐶)( ≃𝑐𝐶)ℤring) → 𝑍( ≃𝑐𝐶)ℤring)
24 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Iso‘𝐶) = (Iso‘𝐶)
25 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
269eldifad 3963 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝜑𝑍 ∈ Ring)
2710, 26elind 4200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝜑𝑍 ∈ (𝑈 ∩ Ring))
284, 25, 3ringcbas 20650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝜑 → (Base‘𝐶) = (𝑈 ∩ Ring))
2927, 28eleqtrrd 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (𝜑𝑍 ∈ (Base‘𝐶))
30 zringring 21460 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ring ∈ Ring
3130a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝜑 → ℤring ∈ Ring)
3212, 31elind 4200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝜑 → ℤring ∈ (𝑈 ∩ Ring))
3332, 28eleqtrrd 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (𝜑 → ℤring ∈ (Base‘𝐶))
3424, 25, 6, 29, 33cic 17843 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → (𝑍( ≃𝑐𝐶)ℤring ↔ ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑍(Iso‘𝐶)ℤring)))
35 n0 4353 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ≠ ∅ ↔ ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑍(Iso‘𝐶)ℤring))
36 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (Hom ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶)
3725, 36, 24, 6, 29, 33isohom 17820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝜑 → (𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ⊆ (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring))
38 ssn0 4404 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 (((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ⊆ (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) ∧ (𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ≠ ∅) → (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) ≠ ∅)
394, 25, 3, 36, 29, 33ringchom 20652 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 (𝜑 → (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) = (𝑍 RingHom ℤring))
4039neeq1d 3000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 (𝜑 → ((𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) ≠ ∅ ↔ (𝑍 RingHom ℤring) ≠ ∅))
41 zringnzr 21471 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 ring ∈ NzRing
42 nrhmzr 20537 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 ((𝑍 ∈ (Ring ∖ NzRing) ∧ ℤring ∈ NzRing) → (𝑍 RingHom ℤring) = ∅)
439, 41, 42sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 (𝜑 → (𝑍 RingHom ℤring) = ∅)
44 eqneqall 2951 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 ((𝑍 RingHom ℤring) = ∅ → ((𝑍 RingHom ℤring) ≠ ∅ → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
4543, 44syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 (𝜑 → ((𝑍 RingHom ℤring) ≠ ∅ → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
4640, 45sylbid 240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 (𝜑 → ((𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) ≠ ∅ → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
4738, 46syl5com 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 (((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ⊆ (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) ∧ (𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ≠ ∅) → (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
4847expcom 413 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ≠ ∅ → ((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ⊆ (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) → (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))
4948com13 88 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝜑 → ((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ⊆ (𝑍(Hom ‘𝐶)ℤring) → ((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ≠ ∅ → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))
5037, 49mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (𝜑 → ((𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) ≠ ∅ → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
5135, 50biimtrrid 243 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝜑 → (∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑍(Iso‘𝐶)ℤring) → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
5234, 51sylbid 240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝜑 → (𝑍( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
53523ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑𝑍( ≃𝑐𝐶)( ≃𝑐𝐶)ℤring) → (𝑍( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
5423, 53mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑𝑍( ≃𝑐𝐶)( ≃𝑐𝐶)ℤring) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)
55543exp 1120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝜑 → (𝑍( ≃𝑐𝐶) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))
5655a1dd 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝜑 → (𝑍( ≃𝑐𝐶) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅))))
5756ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∈ (TermO‘𝐶)) ∧ 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶)) → (𝑍( ≃𝑐𝐶) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅))))
5821, 57mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∈ (TermO‘𝐶)) ∧ 𝑍 ∈ (TermO‘𝐶)) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))
5958exp31 419 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → ( ∈ (TermO‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6059com34 91 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → ( ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6160com25 99 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (TermO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6261ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) ∧ ℤring ∈ (InitO‘𝐶)) → (( ≃𝑐𝐶)ℤring → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (TermO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6317, 62mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) ∧ ℤring ∈ (InitO‘𝐶)) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (TermO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅))))
6463ex 412 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) → (ℤring ∈ (InitO‘𝐶) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (TermO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6564com25 99 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∈ (InitO‘𝐶)) → ( ∈ (TermO‘𝐶) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (ℤring ∈ (InitO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6665expimpd 453 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶)) → ( ∈ (Base‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (ℤring ∈ (InitO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6766com23 86 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ( ∈ (Base‘𝐶) → (( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶)) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (ℤring ∈ (InitO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))))
6867impd 410 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (ℤring ∈ (InitO‘𝐶) → (ZeroO‘𝐶) = ∅))))
6968com24 95 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℤring ∈ (InitO‘𝐶) → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))) → (ZeroO‘𝐶) = ∅))))
7013, 69mpd 15 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑍 ∈ (TermO‘𝐶) → (( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)))
7111, 70mpd 15 . . . . . . 7 (𝜑 → (( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))) → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
7271adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∈ (ZeroO‘𝐶)) → (( ∈ (Base‘𝐶) ∧ ( ∈ (InitO‘𝐶) ∧ ∈ (TermO‘𝐶))) → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
738, 72mpd 15 . . . . 5 ((𝜑 ∈ (ZeroO‘𝐶)) → (ZeroO‘𝐶) = ∅)
7473expcom 413 . . . 4 ( ∈ (ZeroO‘𝐶) → (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
7574exlimiv 1930 . . 3 (∃ ∈ (ZeroO‘𝐶) → (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
762, 75sylbi 217 . 2 (¬ (ZeroO‘𝐶) = ∅ → (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅))
771, 76pm2.61i 182 1 (𝜑 → (ZeroO‘𝐶) = ∅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wex 1779  wcel 2108  wne 2940  cdif 3948  cin 3950  wss 3951  c0 4333   class class class wbr 5143  cfv 6561  (class class class)co 7431  Basecbs 17247  Hom chom 17308  Catccat 17707  Isociso 17790  𝑐 ccic 17839  InitOcinito 18026  TermOctermo 18027  ZeroOczeroo 18028  Ringcrg 20230   RingHom crh 20469  NzRingcnzr 20512  RingCatcringc 20645  ringczring 21457
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 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-addf 11234  ax-mulf 11235
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-oadd 8510  df-er 8745  df-map 8868  df-pm 8869  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-dju 9941  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-xnn0 12600  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-fz 13548  df-seq 14043  df-hash 14370  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-starv 17312  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-unif 17320  df-hom 17321  df-cco 17322  df-0g 17486  df-cat 17711  df-cid 17712  df-homf 17713  df-sect 17791  df-inv 17792  df-iso 17793  df-cic 17840  df-ssc 17854  df-resc 17855  df-subc 17856  df-inito 18029  df-termo 18030  df-zeroo 18031  df-estrc 18167  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-mhm 18796  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-mulg 19086  df-subg 19141  df-ghm 19231  df-cmn 19800  df-abl 19801  df-mgp 20138  df-rng 20150  df-ur 20179  df-ring 20232  df-cring 20233  df-rhm 20472  df-nzr 20513  df-subrng 20546  df-subrg 20570  df-ringc 20646  df-cnfld 21365  df-zring 21458
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator