Theorem qusrng 20120

Description: The quotient structure of a non-unital ring is a non-unital ring (qusring2 20270 analog). (Contributed by AV, 23-Feb-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
qusrng.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝑅 /s ∼ ))
qusrng.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
qusrng.p	⊢ + = (+g‘𝑅)
qusrng.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
qusrng.r	⊢ (𝜑 → ∼ Er 𝑉)
qusrng.e1	⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) ∼ (𝑝 + 𝑞)))
qusrng.e2	⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 · 𝑏) ∼ (𝑝 · 𝑞)))
qusrng.x	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Rng)

Assertion

Ref	Expression
qusrng	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Rng)

Distinct variable groups:   𝑅,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   𝑈,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   𝑉,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   ∼ ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞   + ,𝑝,𝑞   · ,𝑝,𝑞   𝜑,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞

Allowed substitution hints:   + (𝑎,𝑏)   · (𝑎,𝑏)

Proof of Theorem qusrng

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		qusrng.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝑅 /s ∼ ))
2		qusrng.v	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
3		eqid 2728	. . 3 ⊢ (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ) = (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )
4		qusrng.r	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∼ Er 𝑉)
5		fvex 6910	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑅) ∈ V
6	2, 5	eqeltrdi 2837	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ V)
7		erex 8749	. . . 4 ⊢ ( ∼ Er 𝑉 → (𝑉 ∈ V → ∼ ∈ V))
8	4, 6, 7	sylc 65	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∼ ∈ V)
9		qusrng.x	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Rng)
10	1, 2, 3, 8, 9	qusval 17524	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ) “s 𝑅))
11		qusrng.p	. 2 ⊢ + = (+g‘𝑅)
12		qusrng.t	. 2 ⊢ · = (.r‘𝑅)
13	1, 2, 3, 8, 9	quslem 17525	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ ):𝑉–onto→(𝑉 / ∼ ))
14	9	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑅 ∈ Rng)
15		simprl 770	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑥 ∈ 𝑉)
16	2	eleq2d 2815	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑉 ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)))
17	16	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 ∈ 𝑉 ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)))
18	15, 17	mpbid 231	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
19		simprr 772	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑦 ∈ 𝑉)
20	2	eleq2d 2815	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ 𝑉 ↔ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)))
21	20	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑦 ∈ 𝑉 ↔ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)))
22	19, 21	mpbid 231	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑅))
23		eqid 2728	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
24	23, 11	rngacl 20102	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
25	14, 18, 22, 24	syl3anc 1369	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
26	2	eleq2d 2815	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
27	26	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 + 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
28	25, 27	mpbird 257	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
29		qusrng.e1	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) ∼ (𝑝 + 𝑞)))
30	4, 6, 3, 28, 29	ercpbl 17531	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑎) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑝) ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑏) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑞)) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑝 + 𝑞))))
31	23, 12	rngcl 20104	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
32	14, 18, 22, 31	syl3anc 1369	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
33	2	eleq2d 2815	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 · 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
34	33	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 · 𝑦) ∈ 𝑉 ↔ (𝑥 · 𝑦) ∈ (Base‘𝑅)))
35	32, 34	mpbird 257	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝑉)) → (𝑥 · 𝑦) ∈ 𝑉)
36		qusrng.e2	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑎 ∼ 𝑝 ∧ 𝑏 ∼ 𝑞) → (𝑎 · 𝑏) ∼ (𝑝 · 𝑞)))
37	4, 6, 3, 35, 36	ercpbl 17531	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑎) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑝) ∧ ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑏) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘𝑞)) → ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝑢 ∈ 𝑉 ↦ [𝑢] ∼ )‘(𝑝 · 𝑞))))
38	10, 2, 11, 12, 13, 30, 37, 9	imasrng 20117	1 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ Rng)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  Vcvv 3471   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  ‘cfv 6548  (class class class)co 7420   Er wer 8722  [cec 8723   / cqs 8724  Basecbs 17180  +_gcplusg 17233  ._rcmulr 17234   /_s cqus 17487  Rngcrng 20092

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-cnex 11195  ax-resscn 11196  ax-1cn 11197  ax-icn 11198  ax-addcl 11199  ax-addrcl 11200  ax-mulcl 11201  ax-mulrcl 11202  ax-mulcom 11203  ax-addass 11204  ax-mulass 11205  ax-distr 11206  ax-i2m1 11207  ax-1ne0 11208  ax-1rid 11209  ax-rnegex 11210  ax-rrecex 11211  ax-cnre 11212  ax-pre-lttri 11213  ax-pre-lttrn 11214  ax-pre-ltadd 11215  ax-pre-mulgt0 11216

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-er 8725  df-ec 8727  df-qs 8731  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9466  df-inf 9467  df-pnf 11281  df-mnf 11282  df-xr 11283  df-ltxr 11284  df-le 11285  df-sub 11477  df-neg 11478  df-nn 12244  df-2 12306  df-3 12307  df-4 12308  df-5 12309  df-6 12310  df-7 12311  df-8 12312  df-9 12313  df-n0 12504  df-z 12590  df-dec 12709  df-uz 12854  df-fz 13518  df-struct 17116  df-sets 17133  df-slot 17151  df-ndx 17163  df-base 17181  df-plusg 17246  df-mulr 17247  df-sca 17249  df-vsca 17250  df-ip 17251  df-tset 17252  df-ple 17253  df-ds 17255  df-0g 17423  df-imas 17490  df-qus 17491  df-mgm 18600  df-sgrp 18679  df-mnd 18695  df-grp 18893  df-minusg 18894  df-cmn 19737  df-abl 19738  df-mgp 20075  df-rng 20093

This theorem is referenced by:  qus2idrng  21167