Theorem ring2idlqus1 21622

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 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) → (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)
2	1	adantl 487	. . . . 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 558	. . . 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 488	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Rng)
6	5	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → 𝑅 ∈ Rng)
7		simpr 490	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
8	7	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
9		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (𝑅 ↾s 𝐼) = (𝑅 ↾s 𝐼)
10		simpl 488	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring) → (𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring)
11	10	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅)) ∧ ((𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring ∧ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) ∈ Ring)) → (𝑅 ↾s 𝐼) ∈ Ring)
12		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼)) = (𝑅 /s (𝑅 ~QG 𝐼))
13	6, 8, 9, 11, 12	rngringbdlem2 21610	. . 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 2760	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
19		ring2idlqus1.t	. . 3 ⊢ · = (.r‘𝑅)
20		ring2idlqus1.1	. . 3 ⊢ 1 = (1r‘(𝑅 ↾s 𝐼))
21		eqid 2760	. . 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 2760	. . 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 21621	. 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 521	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 )))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422  Basecbs 17394   ↾_s cress 17415  +_gcplusg 17435  ._rcmulr 17436   /_s cqus 17684  -_gcsg 19153   ~_QG cqg 19339  Rngcrng 20381  1_rcur 20414  Ringcrg 20466  2Idealc2idl 21549

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-tpos 8248  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-2o 8482  df-er 8722  df-ec 8724  df-qs 8728  df-map 8854  df-ixp 8931  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-fz 13645  df-struct 17332  df-sets 17349  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-ress 17416  df-plusg 17448  df-mulr 17449  df-sca 17451  df-vsca 17452  df-ip 17453  df-tset 17454  df-ple 17455  df-ds 17457  df-hom 17459  df-cco 17460  df-0g 17619  df-prds 17625  df-imas 17687  df-qus 17688  df-xps 17689  df-mgm 18823  df-mgmhm 18888  df-sgrp 18915  df-mnd 18931  df-grp 19154  df-minusg 19155  df-sbg 19156  df-subg 19340  df-nsg 19341  df-eqg 19342  df-ghm 19435  df-cmn 20003  df-abl 20004  df-mgp 20368  df-rng 20382  df-ur 20415  df-ring 20468  df-oppr 20574  df-dvdsr 20594  df-unit 20595  df-invr 20625  df-rnghm 20673  df-rngim 20674  df-subrng 20805  df-lss 21214  df-sra 21455  df-rgmod 21456  df-lidl 21493  df-2idl 21550

This theorem is used by:  pzriprng1ALT  21809