Theorem rhmsubcrngc 46881

Description: The unital ring homomorphisms between unital rings (in a universe) are a subcategory of the category of non-unital rings. (Contributed by AV, 12-Mar-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
rhmsubcrngc.c	⊢ 𝐶 = (RngCat‘𝑈)
rhmsubcrngc.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
rhmsubcrngc.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 = (Ring ∩ 𝑈))
rhmsubcrngc.h	⊢ (𝜑 → 𝐻 = ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)))

Assertion

Ref	Expression
rhmsubcrngc	⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (Subcat‘𝐶))

Proof of Theorem rhmsubcrngc

Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rhmsubcrngc.u	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
2		rhmsubcrngc.b	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = (Ring ∩ 𝑈))
3		eqid 2733	. . . . . . 7 ⊢ (RngCat‘𝑈) = (RngCat‘𝑈)
4		eqid 2733	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘(RngCat‘𝑈)) = (Base‘(RngCat‘𝑈))
5	3, 4, 1	rngcbas 46817	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (Base‘(RngCat‘𝑈)) = (𝑈 ∩ Rng))
6		incom 4201	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∩ Rng) = (Rng ∩ 𝑈)
7	5, 6	eqtrdi 2789	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘(RngCat‘𝑈)) = (Rng ∩ 𝑈))
8	1, 2, 7	rhmsscrnghm 46878	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)) ⊆cat ( RngHomo ↾ ((Base‘(RngCat‘𝑈)) × (Base‘(RngCat‘𝑈)))))
9		rhmsubcrngc.c	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 = (RngCat‘𝑈)
10	9	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = (RngCat‘𝑈))
11	10	fveq2d 6893	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝐶) = (Base‘(RngCat‘𝑈)))
12	11	sqxpeqd 5708	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶)) = ((Base‘(RngCat‘𝑈)) × (Base‘(RngCat‘𝑈))))
13	12	reseq2d 5980	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ( RngHomo ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))) = ( RngHomo ↾ ((Base‘(RngCat‘𝑈)) × (Base‘(RngCat‘𝑈)))))
14	8, 13	breqtrrd 5176	. . 3 ⊢ (𝜑 → ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)) ⊆cat ( RngHomo ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))))
15		rhmsubcrngc.h	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐻 = ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)))
16		eqid 2733	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
17	9, 16, 1	rngchomfeqhom 46821	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Homf ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶))
18		eqid 2733	. . . . 5 ⊢ (Hom ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶)
19	9, 16, 1, 18	rngchomfval 46818	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Hom ‘𝐶) = ( RngHomo ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))))
20	17, 19	eqtrd 2773	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Homf ‘𝐶) = ( RngHomo ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))))
21	14, 15, 20	3brtr4d 5180	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ⊆cat (Homf ‘𝐶))
22	9, 1, 2, 15	rhmsubcrngclem1 46879	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((Id‘𝐶)‘𝑥) ∈ (𝑥𝐻𝑥))
23	9, 1, 2, 15	rhmsubcrngclem2 46880	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑓 ∈ (𝑥𝐻𝑦)∀𝑔 ∈ (𝑦𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩(comp‘𝐶)𝑧)𝑓) ∈ (𝑥𝐻𝑧))
24	22, 23	jca 513	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (((Id‘𝐶)‘𝑥) ∈ (𝑥𝐻𝑥) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑓 ∈ (𝑥𝐻𝑦)∀𝑔 ∈ (𝑦𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩(comp‘𝐶)𝑧)𝑓) ∈ (𝑥𝐻𝑧)))
25	24	ralrimiva 3147	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (((Id‘𝐶)‘𝑥) ∈ (𝑥𝐻𝑥) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑓 ∈ (𝑥𝐻𝑦)∀𝑔 ∈ (𝑦𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩(comp‘𝐶)𝑧)𝑓) ∈ (𝑥𝐻𝑧)))
26		eqid 2733	. . 3 ⊢ (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝐶)
27		eqid 2733	. . 3 ⊢ (Id‘𝐶) = (Id‘𝐶)
28		eqid 2733	. . 3 ⊢ (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
29	9	rngccat 46830	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ 𝑉 → 𝐶 ∈ Cat)
30	1, 29	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
31		incom 4201	. . . . 5 ⊢ (Ring ∩ 𝑈) = (𝑈 ∩ Ring)
32	2, 31	eqtrdi 2789	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = (𝑈 ∩ Ring))
33	32, 15	rhmresfn 46861	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐻 Fn (𝐵 × 𝐵))
34	26, 27, 28, 30, 33	issubc2 17783	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∈ (Subcat‘𝐶) ↔ (𝐻 ⊆cat (Homf ‘𝐶) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (((Id‘𝐶)‘𝑥) ∈ (𝑥𝐻𝑥) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑓 ∈ (𝑥𝐻𝑦)∀𝑔 ∈ (𝑦𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩(comp‘𝐶)𝑧)𝑓) ∈ (𝑥𝐻𝑧)))))
35	21, 25, 34	mpbir2and 712	1 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (Subcat‘𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  ∀wral 3062   ∩ cin 3947  ⟨cop 4634   class class class wbr 5148   × cxp 5674   ↾ cres 5678  ‘cfv 6541  (class class class)co 7406  Basecbs 17141  Hom chom 17205  compcco 17206  Catccat 17605  Idccid 17606  Hom_f chomf 17607   ⊆_cat cssc 17751  Subcatcsubc 17753  Ringcrg 20050   RingHom crh 20241  Rngcrng 46635   RngHomo crngh 46669  RngCatcrngc 46809

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7362  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-om 7853  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-1o 8463  df-er 8700  df-map 8819  df-pm 8820  df-ixp 8889  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-fin 8940  df-pnf 11247  df-mnf 11248  df-xr 11249  df-ltxr 11250  df-le 11251  df-sub 11443  df-neg 11444  df-nn 12210  df-2 12272  df-3 12273  df-4 12274  df-5 12275  df-6 12276  df-7 12277  df-8 12278  df-9 12279  df-n0 12470  df-z 12556  df-dec 12675  df-uz 12820  df-fz 13482  df-struct 17077  df-sets 17094  df-slot 17112  df-ndx 17124  df-base 17142  df-ress 17171  df-plusg 17207  df-hom 17218  df-cco 17219  df-0g 17384  df-cat 17609  df-cid 17610  df-homf 17611  df-ssc 17754  df-resc 17755  df-subc 17756  df-estrc 18071  df-mgm 18558  df-sgrp 18607  df-mnd 18623  df-mhm 18668  df-grp 18819  df-minusg 18820  df-ghm 19085  df-cmn 19645  df-abl 19646  df-mgp 19983  df-ur 20000  df-ring 20052  df-rnghom 20244  df-mgmhm 46536  df-rng 46636  df-rnghomo 46671  df-rngc 46811  df-ringc 46857

This theorem is referenced by: (None)