Theorem rhmsubcrngc 20588

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 2729	. . . . . . 7 ⊢ (RngCat‘𝑈) = (RngCat‘𝑈)
4		eqid 2729	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘(RngCat‘𝑈)) = (Base‘(RngCat‘𝑈))
5	3, 4, 1	rngcbas 20541	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (Base‘(RngCat‘𝑈)) = (𝑈 ∩ Rng))
6		incom 4168	. . . . . 6 ⊢ (𝑈 ∩ Rng) = (Rng ∩ 𝑈)
7	5, 6	eqtrdi 2780	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘(RngCat‘𝑈)) = (Rng ∩ 𝑈))
8	1, 2, 7	rhmsscrnghm 20585	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)) ⊆cat ( RngHom ↾ ((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 6844	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝐶) = (Base‘(RngCat‘𝑈)))
12	11	sqxpeqd 5663	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶)) = ((Base‘(RngCat‘𝑈)) × (Base‘(RngCat‘𝑈))))
13	12	reseq2d 5939	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ( RngHom ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))) = ( RngHom ↾ ((Base‘(RngCat‘𝑈)) × (Base‘(RngCat‘𝑈)))))
14	8, 13	breqtrrd 5130	. . 3 ⊢ (𝜑 → ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)) ⊆cat ( RngHom ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))))
15		rhmsubcrngc.h	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐻 = ( RingHom ↾ (𝐵 × 𝐵)))
16		eqid 2729	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
17	9, 16, 1	rngchomfeqhom 20545	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Homf ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶))
18		eqid 2729	. . . . 5 ⊢ (Hom ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶)
19	9, 16, 1, 18	rngchomfval 20542	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Hom ‘𝐶) = ( RngHom ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))))
20	17, 19	eqtrd 2764	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Homf ‘𝐶) = ( RngHom ↾ ((Base‘𝐶) × (Base‘𝐶))))
21	14, 15, 20	3brtr4d 5134	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ⊆cat (Homf ‘𝐶))
22	9, 1, 2, 15	rhmsubcrngclem1 20586	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((Id‘𝐶)‘𝑥) ∈ (𝑥𝐻𝑥))
23	9, 1, 2, 15	rhmsubcrngclem2 20587	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑓 ∈ (𝑥𝐻𝑦)∀𝑔 ∈ (𝑦𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩(comp‘𝐶)𝑧)𝑓) ∈ (𝑥𝐻𝑧))
24	22, 23	jca 511	. . 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 3125	. 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 2729	. . 3 ⊢ (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝐶)
27		eqid 2729	. . 3 ⊢ (Id‘𝐶) = (Id‘𝐶)
28		eqid 2729	. . 3 ⊢ (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
29	9	rngccat 20554	. . . 4 ⊢ (𝑈 ∈ 𝑉 → 𝐶 ∈ Cat)
30	1, 29	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
31		incom 4168	. . . . 5 ⊢ (Ring ∩ 𝑈) = (𝑈 ∩ Ring)
32	2, 31	eqtrdi 2780	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = (𝑈 ∩ Ring))
33	32, 15	rhmresfn 20568	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐻 Fn (𝐵 × 𝐵))
34	26, 27, 28, 30, 33	issubc2 17778	. 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 713	1 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (Subcat‘𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044   ∩ cin 3910  ⟨cop 4591   class class class wbr 5102   × cxp 5629   ↾ cres 5633  ‘cfv 6499  (class class class)co 7369  Basecbs 17155  Hom chom 17207  compcco 17208  Catccat 17605  Idccid 17606  Hom_f chomf 17607   ⊆_cat cssc 17749  Subcatcsubc 17751  Rngcrng 20072  Ringcrg 20153   RngHom crnghm 20354   RingHom crh 20389  RngCatcrngc 20536

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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-er 8648  df-map 8778  df-pm 8779  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12419  df-z 12506  df-dec 12626  df-uz 12770  df-fz 13445  df-struct 17093  df-sets 17110  df-slot 17128  df-ndx 17140  df-base 17156  df-ress 17177  df-plusg 17209  df-hom 17220  df-cco 17221  df-0g 17380  df-cat 17609  df-cid 17610  df-homf 17611  df-ssc 17752  df-resc 17753  df-subc 17754  df-estrc 18064  df-mgm 18549  df-mgmhm 18601  df-sgrp 18628  df-mnd 18644  df-mhm 18692  df-grp 18850  df-minusg 18851  df-ghm 19127  df-cmn 19696  df-abl 19697  df-mgp 20061  df-rng 20073  df-ur 20102  df-ring 20155  df-rnghm 20356  df-rhm 20392  df-rngc 20537  df-ringc 20566

This theorem is referenced by: (None)