Theorem ring2idlqus1 21440

Description: If a non-unital ring has a (two-sided) ideal which is unital, and the quotient of the ring and the ideal is also unital, then the ring is also unital with a ring unity which can be constructed from the ring unity of the ideal and a representative of the ring unity of the quotient. (Contributed by AV, 17-Mar-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
ring2idlqus1.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
ring2idlqus1.1	⊢ 1 = (1r‘(𝑅 ↾s 𝐼))
ring2idlqus1.m	⊢ − = (-g‘𝑅)
ring2idlqus1.a	⊢ + = (+g‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
ring2idlqus1	⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (1r‘𝑅) = ((𝑈 − ( 1 · 𝑈)) + 1 )))

Proof of Theorem ring2idlqus1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 489	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) → (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)
2	1	adantl 486	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)
3	2	ancli 557	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring))
4	3	3adant3 1150	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring))
5		simpl 487	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Rng)
6	5	adantr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → 𝑅 ∈ Rng)
7		simpr 489	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
8	7	adantr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
9		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (𝑅 ↾s 𝐼) = (𝑅 ↾s 𝐼)
10		simpl 487	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) → (𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring)
11	10	adantl 486	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → (𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring)
12		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼))
13	6, 8, 9, 11, 12	rngringbdlem2 21428	. . 3 ⊢ ((((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) → 𝑅 ∈ Ring)
14	4, 13	syl 18	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → 𝑅 ∈ Ring)
15	5	3ad2ant1 1151	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → 𝑅 ∈ Rng)
16	7	3ad2ant1 1151	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
17		simp2l 1218	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → (𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring)
18		eqid 2763	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
19		ring2idlqus1.t	. . 3 ⊢ · = (.r‘𝑅)
20		ring2idlqus1.1	. . 3 ⊢ 1 = (1r‘(𝑅 ↾s 𝐼))
21		eqid 2763	. . 3 ⊢ (𝑅 ~QG 𝐼) = (𝑅 ~QG 𝐼)
22	2	3adant3 1150	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)
23		simp3 1156	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼))))
24		ring2idlqus1.m	. . 3 ⊢ − = (-g‘𝑅)
25		ring2idlqus1.a	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝑅)
26		eqid 2763	. . 3 ⊢ ((𝑈 − ( 1 · 𝑈)) + 1 ) = ((𝑈 − ( 1 · 𝑈)) + 1 )
27	15, 16, 9, 17, 18, 19, 20, 21, 12, 22, 23, 24, 25, 26	rngqiprngu 21439	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → (1r‘𝑅) = ((𝑈 − ( 1 · 𝑈)) + 1 ))
28	14, 27	jca 520	1 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) ∧ 𝑈 ∈ (1r‘(𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)))) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (1r‘𝑅) = ((𝑈 − ( 1 · 𝑈)) + 1 )))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  ‘cfv 6538  (class class class)co 7412  Basecbs 17270   ↾_s cress 17291  +_gcplusg 17311  ._rcmulr 17312   /_s cqus 17560  -_gcsg 19003   ~_QG cqg 19189  Rngcrng 20231  1_rcur 20264  Ringcrg 20316  2Idealc2idl 21369

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-tp 4595  df-op 4597  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-tpos 8223  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-2o 8455  df-er 8695  df-ec 8697  df-qs 8701  df-map 8827  df-ixp 8897  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-sup 9403  df-inf 9404  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-4 12306  df-5 12307  df-6 12308  df-7 12309  df-8 12310  df-9 12311  df-n0 12506  df-z 12593  df-dec 12713  df-uz 12864  df-fz 13537  df-struct 17208  df-sets 17225  df-slot 17243  df-ndx 17255  df-base 17271  df-ress 17292  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17495  df-prds 17501  df-imas 17563  df-qus 17564  df-xps 17565  df-mgm 18699  df-mgmhm 18751  df-sgrp 18778  df-mnd 18794  df-grp 19004  df-minusg 19005  df-sbg 19006  df-subg 19190  df-nsg 19191  df-eqg 19192  df-ghm 19285  df-cmn 19853  df-abl 19854  df-mgp 20218  df-rng 20232  df-ur 20265  df-ring 20318  df-oppr 20420  df-dvdsr 20440  df-unit 20441  df-invr 20471  df-rnghm 20519  df-rngim 20520  df-subrng 20632  df-lss 21034  df-sra 21275  df-rgmod 21276  df-lidl 21313  df-2idl 21370

This theorem is referenced by:  pzriprng1ALT  21627