Theorem rhmunitinv 20452

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 20417	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
2		eqid 2725	. . . . . . 7 ⊢ (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
3		eqid 2725	. . . . . . 7 ⊢ (invr‘𝑅) = (invr‘𝑅)
4		eqid 2725	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
5		eqid 2725	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
6	2, 3, 4, 5	unitlinv 20334	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴) = (1r‘𝑅))
7	1, 6	sylan 578	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴) = (1r‘𝑅))
8	7	fveq2d 6895	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘(((invr‘𝑅)‘𝐴)(.r‘𝑅)𝐴)) = (𝐹‘(1r‘𝑅)))
9		simpl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
10		eqid 2725	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
11	10, 2	unitss 20317	. . . . . 6 ⊢ (Unit‘𝑅) ⊆ (Base‘𝑅)
12	2, 3	unitinvcl 20331	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑅))
13	1, 12	sylan 578	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑅))
14	11, 13	sselid 3970	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Base‘𝑅))
15		simpr 483	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅))
16	11, 15	sselid 3970	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
17		eqid 2725	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
18	10, 4, 17	rhmmul 20427	. . . . 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 1368	. . . 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 2725	. . . . . 6 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
21	5, 20	rhm1 20430	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐹‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
22	21	adantr 479	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
23	8, 19, 22	3eqtr3d 2773	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (1r‘𝑆))
24		rhmrcl2 20418	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
25	24	adantr 479	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → 𝑆 ∈ Ring)
26		elrhmunit 20451	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆))
27		eqid 2725	. . . . 5 ⊢ (Unit‘𝑆) = (Unit‘𝑆)
28		eqid 2725	. . . . 5 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
29	27, 28, 17, 20	unitlinv 20334	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆)) → (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (1r‘𝑆))
30	25, 26, 29	syl2anc 582	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴))(.r‘𝑆)(𝐹‘𝐴)) = (1r‘𝑆))
31	23, 30	eqtr4d 2768	. 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 2725	. . . . . 6 ⊢ ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) = ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆))
33	27, 32	unitgrp 20324	. . . . 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 479	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)) ∈ Grp)
36		elrhmunit 20451	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ ((invr‘𝑅)‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
37	13, 36	syldan 589	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
38	27, 28	unitinvcl 20331	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝐹‘𝐴) ∈ (Unit‘𝑆)) → ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
39	25, 26, 38	syl2anc 582	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)) ∈ (Unit‘𝑆))
40	27, 32	unitgrpbas 20323	. . . 4 ⊢ (Unit‘𝑆) = (Base‘((mulGrp‘𝑆) ↾s (Unit‘𝑆)))
41		fvex 6904	. . . . 5 ⊢ (Unit‘𝑆) ∈ V
42		eqid 2725	. . . . . . 7 ⊢ (mulGrp‘𝑆) = (mulGrp‘𝑆)
43	42, 17	mgpplusg 20080	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑆) = (+g‘(mulGrp‘𝑆))
44	32, 43	ressplusg 17268	. . . . 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 18932	. . 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 1369	. 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 231	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) ∧ 𝐴 ∈ (Unit‘𝑅)) → (𝐹‘((invr‘𝑅)‘𝐴)) = ((invr‘𝑆)‘(𝐹‘𝐴)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  Vcvv 3463  ‘cfv 6542  (class class class)co 7415  Basecbs 17177   ↾_s cress 17206  +_gcplusg 17230  ._rcmulr 17231  Grpcgrp 18892  mulGrpcmgp 20076  1_rcur 20123  Ringcrg 20175  Unitcui 20296  inv_rcinvr 20328   RingHom crh 20410

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7737  ax-cnex 11192  ax-resscn 11193  ax-1cn 11194  ax-icn 11195  ax-addcl 11196  ax-addrcl 11197  ax-mulcl 11198  ax-mulrcl 11199  ax-mulcom 11200  ax-addass 11201  ax-mulass 11202  ax-distr 11203  ax-i2m1 11204  ax-1ne0 11205  ax-1rid 11206  ax-rnegex 11207  ax-rrecex 11208  ax-cnre 11209  ax-pre-lttri 11210  ax-pre-lttrn 11211  ax-pre-ltadd 11212  ax-pre-mulgt0 11213

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3960  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7371  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-om 7868  df-2nd 7990  df-tpos 8228  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8388  df-rdg 8427  df-er 8721  df-map 8843  df-en 8961  df-dom 8962  df-sdom 8963  df-pnf 11278  df-mnf 11279  df-xr 11280  df-ltxr 11281  df-le 11282  df-sub 11474  df-neg 11475  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-sets 17130  df-slot 17148  df-ndx 17160  df-base 17178  df-ress 17207  df-plusg 17243  df-mulr 17244  df-0g 17420  df-mgm 18597  df-sgrp 18676  df-mnd 18692  df-mhm 18737  df-grp 18895  df-minusg 18896  df-ghm 19170  df-cmn 19739  df-abl 19740  df-mgp 20077  df-rng 20095  df-ur 20124  df-ring 20177  df-oppr 20275  df-dvdsr 20298  df-unit 20299  df-invr 20329  df-rhm 20413

This theorem is referenced by:  fldhmf1  41616