Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  qsidomlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem qsidomlem1 32225
Description: If the quotient ring of a commutative ring relative to an ideal is an integral domain, that ideal must be prime. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Jan-2024.)
Hypothesis
Ref Expression
qsidom.1 𝑄 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼))
Assertion
Ref Expression
qsidomlem1 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → 𝐼 ∈ (PrmIdeal‘𝑅))

Proof of Theorem qsidomlem1
Dummy variables 𝑦 𝑒 𝑓 𝑥 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 crngring 19976 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
21ad2antrr 724 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → 𝑅 ∈ Ring)
3 simplr 767 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅))
4 qsidom.1 . . . . . . . . 9 𝑄 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼))
5 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → 𝐼 = (Base‘𝑅))
65oveq2d 7373 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (𝑅 ~QG 𝐼) = (𝑅 ~QG (Base‘𝑅)))
76oveq2d 7373 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) = (𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅))))
84, 7eqtrid 2788 . . . . . . . 8 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → 𝑄 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅))))
98fveq2d 6846 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (Base‘𝑄) = (Base‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅)))))
10 ringgrp 19969 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
111, 10syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Grp)
1211ad3antrrr 728 . . . . . . . 8 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Grp)
13 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
14 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅))) = (𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅)))
1513, 14qustriv 32152 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Grp → (Base‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅)))) = {(Base‘𝑅)})
1612, 15syl 17 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (Base‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG (Base‘𝑅)))) = {(Base‘𝑅)})
179, 16eqtrd 2776 . . . . . 6 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (Base‘𝑄) = {(Base‘𝑅)})
1817fveq2d 6846 . . . . 5 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (♯‘(Base‘𝑄)) = (♯‘{(Base‘𝑅)}))
19 fvex 6855 . . . . . 6 (Base‘𝑅) ∈ V
20 hashsng 14269 . . . . . 6 ((Base‘𝑅) ∈ V → (♯‘{(Base‘𝑅)}) = 1)
2119, 20ax-mp 5 . . . . 5 (♯‘{(Base‘𝑅)}) = 1
2218, 21eqtrdi 2792 . . . 4 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (♯‘(Base‘𝑄)) = 1)
23 1red 11156 . . . . . 6 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → 1 ∈ ℝ)
24 isidom 20774 . . . . . . . . . 10 (𝑄 ∈ IDomn ↔ (𝑄 ∈ CRing ∧ 𝑄 ∈ Domn))
2524simprbi 497 . . . . . . . . 9 (𝑄 ∈ IDomn → 𝑄 ∈ Domn)
26 domnnzr 20765 . . . . . . . . 9 (𝑄 ∈ Domn → 𝑄 ∈ NzRing)
2725, 26syl 17 . . . . . . . 8 (𝑄 ∈ IDomn → 𝑄 ∈ NzRing)
2827ad2antlr 725 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → 𝑄 ∈ NzRing)
29 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
3029isnzr2hash 20734 . . . . . . . 8 (𝑄 ∈ NzRing ↔ (𝑄 ∈ Ring ∧ 1 < (♯‘(Base‘𝑄))))
3130simprbi 497 . . . . . . 7 (𝑄 ∈ NzRing → 1 < (♯‘(Base‘𝑄)))
3228, 31syl 17 . . . . . 6 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → 1 < (♯‘(Base‘𝑄)))
3323, 32gtned 11290 . . . . 5 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → (♯‘(Base‘𝑄)) ≠ 1)
3433neneqd 2948 . . . 4 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝐼 = (Base‘𝑅)) → ¬ (♯‘(Base‘𝑄)) = 1)
3522, 34pm2.65da 815 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → ¬ 𝐼 = (Base‘𝑅))
3635neqned 2950 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → 𝐼 ≠ (Base‘𝑅))
3725ad4antlr 731 . . . . . . 7 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → 𝑄 ∈ Domn)
38 ovex 7390 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ~QG 𝐼) ∈ V
3938ecelqsi 8712 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (Base‘𝑅) → [𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝐼)))
4039ad3antlr 729 . . . . . . . 8 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → [𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝐼)))
41 simp-5l 783 . . . . . . . . 9 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → 𝑅 ∈ CRing)
424a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ CRing → 𝑄 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))
43 eqidd 2737 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ CRing → (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅))
44 ovexd 7392 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ CRing → (𝑅 ~QG 𝐼) ∈ V)
45 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ CRing)
4642, 43, 44, 45qusbas 17427 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝐼)) = (Base‘𝑄))
4741, 46syl 17 . . . . . . . 8 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝐼)) = (Base‘𝑄))
4840, 47eleqtrd 2840 . . . . . . 7 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → [𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ (Base‘𝑄))
4938ecelqsi 8712 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ (Base‘𝑅) → [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝐼)))
5049ad2antlr 725 . . . . . . . 8 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ ((Base‘𝑅) / (𝑅 ~QG 𝐼)))
5150, 47eleqtrd 2840 . . . . . . 7 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ (Base‘𝑄))
5241, 1, 103syl 18 . . . . . . . . 9 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → 𝑅 ∈ Grp)
53 eqid 2736 . . . . . . . . . . . 12 (LIdeal‘𝑅) = (LIdeal‘𝑅)
5453lidlsubg 20685 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅))
551, 54sylan 580 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅))
5655ad4antr 730 . . . . . . . . 9 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅))
57 simpr 485 . . . . . . . . 9 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼)
58 eqid 2736 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ~QG 𝐼) = (𝑅 ~QG 𝐼)
5958eqg0el 32149 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅)) → ([(𝑥(.r𝑅)𝑦)](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼 ↔ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼))
6059biimpar 478 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → [(𝑥(.r𝑅)𝑦)](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼)
6152, 56, 57, 60syl21anc 836 . . . . . . . 8 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → [(𝑥(.r𝑅)𝑦)](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼)
624a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝑄 = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))
63 eqidd 2737 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅))
6413, 58eqger 18980 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅) → (𝑅 ~QG 𝐼) Er (Base‘𝑅))
6555, 64syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → (𝑅 ~QG 𝐼) Er (Base‘𝑅))
66 simpl 483 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝑅 ∈ CRing)
6753crng2idl 20709 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ CRing → (LIdeal‘𝑅) = (2Ideal‘𝑅))
6867eleq2d 2823 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ CRing → (𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↔ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)))
6968biimpa 477 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
70 eqid 2736 . . . . . . . . . . . 12 (2Ideal‘𝑅) = (2Ideal‘𝑅)
71 eqid 2736 . . . . . . . . . . . 12 (.r𝑅) = (.r𝑅)
7213, 58, 70, 712idlcpbl 20704 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → ((𝑔(𝑅 ~QG 𝐼)𝑒(𝑅 ~QG 𝐼)𝑓) → (𝑔(.r𝑅))(𝑅 ~QG 𝐼)(𝑒(.r𝑅)𝑓)))
731, 69, 72syl2an2r 683 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ((𝑔(𝑅 ~QG 𝐼)𝑒(𝑅 ~QG 𝐼)𝑓) → (𝑔(.r𝑅))(𝑅 ~QG 𝐼)(𝑒(.r𝑅)𝑓)))
741ad2antrr 724 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ (𝑒 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝑅))) → 𝑅 ∈ Ring)
75 simprl 769 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ (𝑒 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝑅))) → 𝑒 ∈ (Base‘𝑅))
76 simprr 771 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ (𝑒 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝑅))) → 𝑓 ∈ (Base‘𝑅))
7713, 71ringcl 19981 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑒 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑒(.r𝑅)𝑓) ∈ (Base‘𝑅))
7874, 75, 76, 77syl3anc 1371 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ (𝑒 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑓 ∈ (Base‘𝑅))) → (𝑒(.r𝑅)𝑓) ∈ (Base‘𝑅))
79 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 (.r𝑄) = (.r𝑄)
8062, 63, 65, 66, 73, 78, 71, 79qusmulval 17437 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼)(.r𝑄)[𝑦](𝑅 ~QG 𝐼)) = [(𝑥(.r𝑅)𝑦)](𝑅 ~QG 𝐼))
8180ad5ant134 1367 . . . . . . . 8 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼)(.r𝑄)[𝑦](𝑅 ~QG 𝐼)) = [(𝑥(.r𝑅)𝑦)](𝑅 ~QG 𝐼))
82 lidlnsg 32218 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (NrmSGrp‘𝑅))
831, 82sylan 580 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (NrmSGrp‘𝑅))
84 eqid 2736 . . . . . . . . . . . 12 (0g𝑅) = (0g𝑅)
854, 84qus0 18988 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (NrmSGrp‘𝑅) → [(0g𝑅)](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄))
8683, 85syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → [(0g𝑅)](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄))
8713, 58, 84eqgid 18982 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅) → [(0g𝑅)](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼)
8855, 87syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → [(0g𝑅)](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼)
8986, 88eqtr3d 2778 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → (0g𝑄) = 𝐼)
9089ad4antr 730 . . . . . . . 8 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → (0g𝑄) = 𝐼)
9161, 81, 903eqtr4d 2786 . . . . . . 7 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼)(.r𝑄)[𝑦](𝑅 ~QG 𝐼)) = (0g𝑄))
92 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (0g𝑄) = (0g𝑄)
9329, 79, 92domneq0 20767 . . . . . . . 8 ((𝑄 ∈ Domn ∧ [𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ (Base‘𝑄) ∧ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ (Base‘𝑄)) → (([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼)(.r𝑄)[𝑦](𝑅 ~QG 𝐼)) = (0g𝑄) ↔ ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ∨ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄))))
9493biimpa 477 . . . . . . 7 (((𝑄 ∈ Domn ∧ [𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ (Base‘𝑄) ∧ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) ∈ (Base‘𝑄)) ∧ ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼)(.r𝑄)[𝑦](𝑅 ~QG 𝐼)) = (0g𝑄)) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ∨ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄)))
9537, 48, 51, 91, 94syl31anc 1373 . . . . . 6 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ∨ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄)))
9689eqeq2d 2747 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ↔ [𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼))
9766, 1, 103syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Grp)
9858eqg0el 32149 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅)) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼𝑥𝐼))
9997, 55, 98syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼𝑥𝐼))
10096, 99bitrd 278 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ↔ 𝑥𝐼))
10189eqeq2d 2747 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ([𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ↔ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼))
10258eqg0el 32149 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐼 ∈ (SubGrp‘𝑅)) → ([𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼𝑦𝐼))
10397, 55, 102syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ([𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = 𝐼𝑦𝐼))
104101, 103bitrd 278 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ([𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ↔ 𝑦𝐼))
105100, 104orbi12d 917 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → (([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ∨ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄)) ↔ (𝑥𝐼𝑦𝐼)))
106105ad4antr 730 . . . . . 6 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → (([𝑥](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄) ∨ [𝑦](𝑅 ~QG 𝐼) = (0g𝑄)) ↔ (𝑥𝐼𝑦𝐼)))
10795, 106mpbid 231 . . . . 5 ((((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼) → (𝑥𝐼𝑦𝐼))
108107ex 413 . . . 4 (((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼 → (𝑥𝐼𝑦𝐼)))
109108anasss 467 . . 3 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅))) → ((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼 → (𝑥𝐼𝑦𝐼)))
110109ralrimivva 3197 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼 → (𝑥𝐼𝑦𝐼)))
11113, 71prmidl2 32213 . 2 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ (𝐼 ≠ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑅)((𝑥(.r𝑅)𝑦) ∈ 𝐼 → (𝑥𝐼𝑦𝐼)))) → 𝐼 ∈ (PrmIdeal‘𝑅))
1122, 3, 36, 110, 111syl22anc 837 1 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑄 ∈ IDomn) → 𝐼 ∈ (PrmIdeal‘𝑅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  wo 845  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wral 3064  Vcvv 3445  {csn 4586   class class class wbr 5105  cfv 6496  (class class class)co 7357   Er wer 8645  [cec 8646   / cqs 8647  1c1 11052   < clt 11189  chash 14230  Basecbs 17083  .rcmulr 17134  0gc0g 17321   /s cqus 17387  Grpcgrp 18748  SubGrpcsubg 18922  NrmSGrpcnsg 18923   ~QG cqg 18924  Ringcrg 19964  CRingccrg 19965  LIdealclidl 20631  2Idealc2idl 20701  NzRingcnzr 20727  Domncdomn 20750  IDomncidom 20751  PrmIdealcprmidl 32207
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-tpos 8157  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-oadd 8416  df-er 8648  df-ec 8650  df-qs 8654  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9378  df-inf 9379  df-dju 9837  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-xnn0 12486  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-fz 13425  df-hash 14231  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-0g 17323  df-imas 17390  df-qus 17391  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-sbg 18753  df-subg 18925  df-nsg 18926  df-eqg 18927  df-cmn 19564  df-abl 19565  df-mgp 19897  df-ur 19914  df-ring 19966  df-cring 19967  df-oppr 20049  df-subrg 20220  df-lmod 20324  df-lss 20393  df-lsp 20433  df-sra 20633  df-rgmod 20634  df-lidl 20635  df-rsp 20636  df-2idl 20702  df-nzr 20728  df-domn 20754  df-idom 20755  df-prmidl 32208
This theorem is referenced by:  qsidom  32227
  Copyright terms: Public domain W3C validator