Theorem rhmunitinv 20528

Description: Ring homomorphisms preserve the inverse of unit elements. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Oct-2017.)

Assertion

Ref	Expression
rhmunitinv	⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) = ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)))

Proof of Theorem rhmunitinv

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rhmrcl1 20493	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
2		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
3		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ (invr‘𝑅) = (invr‘𝑅)
4		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
5		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
6	2, 3, 4, 5	unitlinv 20410	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴) = (1r‘𝑅))
7	1, 6	sylan 580	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴) = (1r‘𝑅))
8	7	fveq2d 6911	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘(((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴)) = (𝐹‘(1r‘𝑅)))
9		simpl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
10		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
11	10, 2	unitss 20393	. . . . . 6 ⊢ (Unit‘𝑅) ⊆ (Base‘𝑅)
12	2, 3	unitinvcl 20407	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑅))
13	1, 12	sylan 580	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑅))
14	11, 13	sselid 3993	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Base‘𝑅))
15		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅))
16	11, 15	sselid 3993	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
17		eqid 2735	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
18	10, 4, 17	rhmmul 20503	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐹‘(((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴)) = ((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)))
19	9, 14, 16, 18	syl3anc 1370	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘(((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴)) = ((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)))
20		eqid 2735	. . . . . 6 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
21	5, 20	rhm1 20506	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐹‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
22	21	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
23	8, 19, 22	3eqtr3d 2783	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (1r‘𝑆))
24		rhmrcl2 20494	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
25	24	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝑆 ∈ Ring)
26		elrhmunit 20527	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆))
27		eqid 2735	. . . . 5 ⊢ (Unit‘𝑆) = (Unit‘𝑆)
28		eqid 2735	. . . . 5 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
29	27, 28, 17, 20	unitlinv 20410	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆)) → (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (1r‘𝑆))
30	25, 26, 29	syl2anc 584	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (1r‘𝑆))
31	23, 30	eqtr4d 2778	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)))
32		eqid 2735	. . . . . 6 ⊢ ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) = ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆))
33	27, 32	unitgrp 20400	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ Ring → ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) ∈ Grp)
34	24, 33	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) ∈ Grp)
35	34	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) ∈ Grp)
36		elrhmunit 20527	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
37	13, 36	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
38	27, 28	unitinvcl 20407	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆)) → ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
39	25, 26, 38	syl2anc 584	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
40	27, 32	unitgrpbas 20399	. . . 4 ⊢ (Unit‘𝑆) = (Base‘((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)))
41		fvex 6920	. . . . 5 ⊢ (Unit‘𝑆) ∈ V
42		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ (mulGrp‘𝑆) = (mulGrp‘𝑆)
43	42, 17	mgpplusg 20156	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (+g‘(mulGrp‘𝑆))
44	32, 43	ressplusg 17336	. . . . 5 ⊢ ((Unit‘𝑆) ∈ V → (.r‘𝑆) = (+g‘((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆))))
45	41, 44	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑆) = (+g‘((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)))
46	40, 45	grprcan 19004	. . 3 ⊢ ((((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) ∈ Grp ∧ ((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆) ∧ ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆) ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆))) → (((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) ↔ (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) = ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))))
47	35, 37, 39, 26, 46	syl13anc 1371	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) ↔ (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) = ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))))
48	31, 47	mpbid 232	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) = ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1537   ∈ wcel 2106  Vcvv 3478  ‘cfv 6563  (class class class)co 7431  Basecbs 17245   ↾_s cress 17274  +_gcplusg 17298  ._rcmulr 17299  Grpcgrp 18964  mulGrpcmgp 20152  1_rcur 20199  Ringcrg 20251  Unitcui 20372  inv_rcinvr 20404   RingHom crh 20486

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-tpos 8250  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-0g 17488  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-mhm 18809  df-grp 18967  df-minusg 18968  df-ghm 19244  df-cmn 19815  df-abl 19816  df-mgp 20153  df-rng 20171  df-ur 20200  df-ring 20253  df-oppr 20351  df-dvdsr 20374  df-unit 20375  df-invr 20405  df-rhm 20489

This theorem is referenced by:  fldhmf1  42072