MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  rnghmf1o Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rnghmf1o 20530
Description: A non-unital ring homomorphism is bijective iff its converse is also a non-unital ring homomorphism. (Contributed by AV, 27-Feb-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
rnghmf1o.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
rnghmf1o.c 𝐶 = (Base‘𝑆)
Assertion
Ref Expression
rnghmf1o (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → (𝐹:𝐵1-1-onto𝐶𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)))

Proof of Theorem rnghmf1o
StepHypRef Expression
1 rnghmrcl 20516 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → (𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆 ∈ Rng))
21ancomd 466 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → (𝑆 ∈ Rng ∧ 𝑅 ∈ Rng))
32adantr 485 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → (𝑆 ∈ Rng ∧ 𝑅 ∈ Rng))
4 simpr 489 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶)
5 rnghmghm 20525 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
65adantr 485 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
7 rnghmf1o.b . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝑅)
8 rnghmf1o.c . . . . . . . 8 𝐶 = (Base‘𝑆)
97, 8ghmf1o 19314 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐹:𝐵1-1-onto𝐶𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑅)))
109bicomd 226 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑅) ↔ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶))
116, 10syl 18 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑅) ↔ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶))
124, 11mpbird 260 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑅))
13 eqidd 2770 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → 𝐹 = 𝐹)
14 eqid 2769 . . . . . . . . 9 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
1514, 7mgpbas 20217 . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
1615a1i 11 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑅)))
17 eqid 2769 . . . . . . . . 9 (mulGrp‘𝑆) = (mulGrp‘𝑆)
1817, 8mgpbas 20217 . . . . . . . 8 𝐶 = (Base‘(mulGrp‘𝑆))
1918a1i 11 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → 𝐶 = (Base‘(mulGrp‘𝑆)))
2013, 16, 19f1oeq123d 6812 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → (𝐹:𝐵1-1-onto𝐶𝐹:(Base‘(mulGrp‘𝑅))–1-1-onto→(Base‘(mulGrp‘𝑆))))
2120biimpa 481 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹:(Base‘(mulGrp‘𝑅))–1-1-onto→(Base‘(mulGrp‘𝑆)))
2214, 17rnghmmgmhm 20521 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MgmHom (mulGrp‘𝑆)))
2322adantr 485 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MgmHom (mulGrp‘𝑆)))
24 eqid 2769 . . . . . . . 8 (Base‘(mulGrp‘𝑅)) = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
25 eqid 2769 . . . . . . . 8 (Base‘(mulGrp‘𝑆)) = (Base‘(mulGrp‘𝑆))
2624, 25mgmhmf1o 18754 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MgmHom (mulGrp‘𝑆)) → (𝐹:(Base‘(mulGrp‘𝑅))–1-1-onto→(Base‘(mulGrp‘𝑆)) ↔ 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑆) MgmHom (mulGrp‘𝑅))))
2726bicomd 226 . . . . . 6 (𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑅) MgmHom (mulGrp‘𝑆)) → (𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑆) MgmHom (mulGrp‘𝑅)) ↔ 𝐹:(Base‘(mulGrp‘𝑅))–1-1-onto→(Base‘(mulGrp‘𝑆))))
2823, 27syl 18 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → (𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑆) MgmHom (mulGrp‘𝑅)) ↔ 𝐹:(Base‘(mulGrp‘𝑅))–1-1-onto→(Base‘(mulGrp‘𝑆))))
2921, 28mpbird 260 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑆) MgmHom (mulGrp‘𝑅)))
3012, 29jca 520 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑅) ∧ 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑆) MgmHom (mulGrp‘𝑅))))
3117, 14isrnghmmul 20520 . . 3 (𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅) ↔ ((𝑆 ∈ Rng ∧ 𝑅 ∈ Rng) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑅) ∧ 𝐹 ∈ ((mulGrp‘𝑆) MgmHom (mulGrp‘𝑅)))))
323, 30, 31sylanbrc 594 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶) → 𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅))
337, 8rnghmf 20526 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → 𝐹:𝐵𝐶)
3433adantr 485 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)) → 𝐹:𝐵𝐶)
3534ffnd 6704 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)) → 𝐹 Fn 𝐵)
368, 7rnghmf 20526 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅) → 𝐹:𝐶𝐵)
3736adantl 486 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)) → 𝐹:𝐶𝐵)
3837ffnd 6704 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)) → 𝐹 Fn 𝐶)
39 dff1o4 6827 . . 3 (𝐹:𝐵1-1-onto𝐶 ↔ (𝐹 Fn 𝐵𝐹 Fn 𝐶))
4035, 38, 39sylanbrc 594 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)) → 𝐹:𝐵1-1-onto𝐶)
4132, 40impbida 812 1 (𝐹 ∈ (𝑅 RngHom 𝑆) → (𝐹:𝐵1-1-onto𝐶𝐹 ∈ (𝑆 RngHom 𝑅)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1567  wcel 2149  ccnv 5658   Fn wfn 6529  wf 6530  1-1-ontowf1o 6533  cfv 6534  (class class class)co 7408  Basecbs 17265   MgmHom cmgmhm 18744   GrpHom cghm 19279  mulGrpcmgp 20212  Rngcrng 20226   RngHom crnghm 20512
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6300  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6490  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-nn 12230  df-2 12299  df-sets 17220  df-slot 17238  df-ndx 17250  df-base 17266  df-plusg 17319  df-mgm 18694  df-mgmhm 18746  df-sgrp 18773  df-mnd 18789  df-grp 18999  df-ghm 19280  df-abl 19849  df-mgp 20213  df-rng 20227  df-rnghm 20514
This theorem is referenced by:  isrngim2  20531
  Copyright terms: Public domain W3C validator