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

Theorem rngqiprnglin 21269
Description: 𝐹 is linear with respect to the multiplication. (Contributed by AV, 28-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
rng2idlring.r (𝜑𝑅 ∈ Rng)
rng2idlring.i (𝜑𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
rng2idlring.j 𝐽 = (𝑅s 𝐼)
rng2idlring.u (𝜑𝐽 ∈ Ring)
rng2idlring.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
rng2idlring.t · = (.r𝑅)
rng2idlring.1 1 = (1r𝐽)
rngqiprngim.g = (𝑅 ~QG 𝐼)
rngqiprngim.q 𝑄 = (𝑅 /s )
rngqiprngim.c 𝐶 = (Base‘𝑄)
rngqiprngim.p 𝑃 = (𝑄 ×s 𝐽)
rngqiprngim.f 𝐹 = (𝑥𝐵 ↦ ⟨[𝑥] , ( 1 · 𝑥)⟩)
Assertion
Ref Expression
rngqiprnglin (𝜑 → ∀𝑎𝐵𝑏𝐵 (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐶   𝑥,𝐼   𝑥,𝐵   𝜑,𝑥   𝑥,   𝑥, 1   𝑥, ·   𝐵,𝑎,𝑏   𝐹,𝑎,𝑏   𝑃,𝑎,𝑏   𝑅,𝑎,𝑏,𝑥   𝜑,𝑎,𝑏   𝐽,𝑎   𝑄,𝑎   𝐶,𝑎,𝑏   𝐼,𝑎,𝑏   ,𝑎   1 ,𝑎   · ,𝑎
Allowed substitution hints:   𝑃(𝑥)   𝑄(𝑥,𝑏)   (𝑏)   · (𝑏)   1 (𝑏)   𝐹(𝑥)   𝐽(𝑥,𝑏)

Proof of Theorem rngqiprnglin
StepHypRef Expression
1 rngqiprngim.p . . . . 5 𝑃 = (𝑄 ×s 𝐽)
2 eqid 2737 . . . . 5 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
3 eqid 2737 . . . . 5 (Base‘𝐽) = (Base‘𝐽)
4 rngqiprngim.q . . . . . . 7 𝑄 = (𝑅 /s )
54ovexi 7402 . . . . . 6 𝑄 ∈ V
65a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → 𝑄 ∈ V)
7 rng2idlring.u . . . . . 6 (𝜑𝐽 ∈ Ring)
87adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → 𝐽 ∈ Ring)
9 rng2idlring.r . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ Rng)
10 simpl 482 . . . . . 6 ((𝑎𝐵𝑏𝐵) → 𝑎𝐵)
11 rngqiprngim.g . . . . . . 7 = (𝑅 ~QG 𝐼)
12 rng2idlring.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑅)
1311, 4, 12, 2quseccl0 19126 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵) → [𝑎] ∈ (Base‘𝑄))
149, 10, 13syl2an 597 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → [𝑎] ∈ (Base‘𝑄))
15 rng2idlring.i . . . . . . 7 (𝜑𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
16 rng2idlring.j . . . . . . 7 𝐽 = (𝑅s 𝐼)
17 rng2idlring.t . . . . . . 7 · = (.r𝑅)
18 rng2idlring.1 . . . . . . 7 1 = (1r𝐽)
199, 15, 16, 7, 12, 17, 18rngqiprngghmlem1 21254 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝐵) → ( 1 · 𝑎) ∈ (Base‘𝐽))
2010, 19sylan2 594 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ( 1 · 𝑎) ∈ (Base‘𝐽))
21 simpr 484 . . . . . 6 ((𝑎𝐵𝑏𝐵) → 𝑏𝐵)
2211, 4, 12, 2quseccl0 19126 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑏𝐵) → [𝑏] ∈ (Base‘𝑄))
239, 21, 22syl2an 597 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → [𝑏] ∈ (Base‘𝑄))
249, 15, 16, 7, 12, 17, 18rngqiprngghmlem1 21254 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → ( 1 · 𝑏) ∈ (Base‘𝐽))
2521, 24sylan2 594 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ( 1 · 𝑏) ∈ (Base‘𝐽))
269, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4rngqiprnglinlem3 21260 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ) ∈ (Base‘𝑄))
27 eqid 2737 . . . . . 6 (.r𝐽) = (.r𝐽)
283, 27, 8, 20, 25ringcld 20207 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏)) ∈ (Base‘𝐽))
29 eqid 2737 . . . . 5 (.r𝑄) = (.r𝑄)
30 eqid 2737 . . . . 5 (.r𝑃) = (.r𝑃)
311, 2, 3, 6, 8, 14, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 27, 30xpsmul 17508 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩(.r𝑃)⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩) = ⟨([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ), (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏))⟩)
329, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4rngqiprnglinlem2 21259 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → [(𝑎 · 𝑏)] = ([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ))
3332eqcomd 2743 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ) = [(𝑎 · 𝑏)] )
3415adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
3516, 17ressmulr 17239 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅) → · = (.r𝐽))
3634, 35syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → · = (.r𝐽))
3736eqcomd 2743 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (.r𝐽) = · )
3837oveqd 7385 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏)) = (( 1 · 𝑎) · ( 1 · 𝑏)))
399, 15, 16, 7, 12, 17, 18rngqiprnglinlem1 21258 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎) · ( 1 · 𝑏)) = ( 1 · (𝑎 · 𝑏)))
4038, 39eqtrd 2772 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏)) = ( 1 · (𝑎 · 𝑏)))
4133, 40opeq12d 4839 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ⟨([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ), (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏))⟩ = ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩)
4231, 41eqtr2d 2773 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩ = (⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩(.r𝑃)⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩))
439anim1i 616 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝑅 ∈ Rng ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)))
44 3anass 1095 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵𝑏𝐵) ↔ (𝑅 ∈ Rng ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)))
4543, 44sylibr 234 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵𝑏𝐵))
4612, 17rngcl 20111 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵𝑏𝐵) → (𝑎 · 𝑏) ∈ 𝐵)
4745, 46syl 17 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝑎 · 𝑏) ∈ 𝐵)
48 rngqiprngim.c . . . . 5 𝐶 = (Base‘𝑄)
49 rngqiprngim.f . . . . 5 𝐹 = (𝑥𝐵 ↦ ⟨[𝑥] , ( 1 · 𝑥)⟩)
509, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4, 48, 1, 49rngqiprngimfv 21265 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎 · 𝑏) ∈ 𝐵) → (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩)
5147, 50syldan 592 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩)
529, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4, 48, 1, 49rngqiprngimfv 21265 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝐵) → (𝐹𝑎) = ⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩)
5310, 52sylan2 594 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹𝑎) = ⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩)
549, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4, 48, 1, 49rngqiprngimfv 21265 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝐹𝑏) = ⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩)
5521, 54sylan2 594 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹𝑏) = ⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩)
5653, 55oveq12d 7386 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)) = (⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩(.r𝑃)⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩))
5742, 51, 563eqtr4d 2782 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)))
5857ralrimivva 3181 1 (𝜑 → ∀𝑎𝐵𝑏𝐵 (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wral 3052  Vcvv 3442  cop 4588  cmpt 5181  cfv 6500  (class class class)co 7368  [cec 8643  Basecbs 17148  s cress 17169  .rcmulr 17190   /s cqus 17438   ×s cxps 17439   ~QG cqg 19064  Rngcrng 20099  1rcur 20128  Ringcrg 20180  2Idealc2idl 21216
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-tpos 8178  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-ec 8647  df-qs 8651  df-map 8777  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-sup 9357  df-inf 9358  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-fz 13436  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-hom 17213  df-cco 17214  df-0g 17373  df-prds 17379  df-imas 17441  df-qus 17442  df-xps 17443  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-subg 19065  df-eqg 19067  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-rng 20100  df-ur 20129  df-ring 20182  df-oppr 20285  df-subrng 20491  df-lss 20895  df-sra 21137  df-rgmod 21138  df-lidl 21175  df-2idl 21217
This theorem is referenced by:  rngqiprngho  21270
  Copyright terms: Public domain W3C validator