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

Theorem rngqiprnglin 21302
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 2740 . . . . 5 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
3 eqid 2740 . . . . 5 (Base‘𝐽) = (Base‘𝐽)
4 rngqiprngim.q . . . . . . 7 𝑄 = (𝑅 /s )
54ovexi 7397 . . . . . 6 𝑄 ∈ V
65a1i 11 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → 𝑄 ∈ V)
7 rng2idlring.u . . . . . 6 (𝜑𝐽 ∈ Ring)
87adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → 𝐽 ∈ Ring)
9 rng2idlring.r . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ Rng)
10 simpl 483 . . . . . 6 ((𝑎𝐵𝑏𝐵) → 𝑎𝐵)
11 rngqiprngim.g . . . . . . 7 = (𝑅 ~QG 𝐼)
12 rng2idlring.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑅)
1311, 4, 12, 2quseccl0 19158 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵) → [𝑎] ∈ (Base‘𝑄))
149, 10, 13syl2an 602 . . . . 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 21287 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝐵) → ( 1 · 𝑎) ∈ (Base‘𝐽))
2010, 19sylan2 599 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ( 1 · 𝑎) ∈ (Base‘𝐽))
21 simpr 485 . . . . . 6 ((𝑎𝐵𝑏𝐵) → 𝑏𝐵)
2211, 4, 12, 2quseccl0 19158 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑏𝐵) → [𝑏] ∈ (Base‘𝑄))
239, 21, 22syl2an 602 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → [𝑏] ∈ (Base‘𝑄))
249, 15, 16, 7, 12, 17, 18rngqiprngghmlem1 21287 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → ( 1 · 𝑏) ∈ (Base‘𝐽))
2521, 24sylan2 599 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ( 1 · 𝑏) ∈ (Base‘𝐽))
269, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4rngqiprnglinlem3 21293 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ) ∈ (Base‘𝑄))
27 eqid 2740 . . . . . 6 (.r𝐽) = (.r𝐽)
283, 27, 8, 20, 25ringcld 20239 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏)) ∈ (Base‘𝐽))
29 eqid 2740 . . . . 5 (.r𝑄) = (.r𝑄)
30 eqid 2740 . . . . 5 (.r𝑃) = (.r𝑃)
311, 2, 3, 6, 8, 14, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 27, 30xpsmul 17537 . . . 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 21292 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → [(𝑎 · 𝑏)] = ([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ))
3332eqcomd 2746 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ) = [(𝑎 · 𝑏)] )
3415adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → 𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅))
3516, 17ressmulr 17268 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ (2Ideal‘𝑅) → · = (.r𝐽))
3634, 35syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → · = (.r𝐽))
3736eqcomd 2746 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (.r𝐽) = · )
3837oveqd 7380 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏)) = (( 1 · 𝑎) · ( 1 · 𝑏)))
399, 15, 16, 7, 12, 17, 18rngqiprnglinlem1 21291 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎) · ( 1 · 𝑏)) = ( 1 · (𝑎 · 𝑏)))
4038, 39eqtrd 2775 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏)) = ( 1 · (𝑎 · 𝑏)))
4133, 40opeq12d 4819 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ⟨([𝑎] (.r𝑄)[𝑏] ), (( 1 · 𝑎)(.r𝐽)( 1 · 𝑏))⟩ = ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩)
4231, 41eqtr2d 2776 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩ = (⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩(.r𝑃)⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩))
439anim1i 621 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝑅 ∈ Rng ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)))
44 3anass 1100 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵𝑏𝐵) ↔ (𝑅 ∈ Rng ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)))
4543, 44sylibr 235 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑎𝐵𝑏𝐵))
4612, 17rngcl 20143 . . . . 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 21298 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎 · 𝑏) ∈ 𝐵) → (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩)
5147, 50syldan 597 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ⟨[(𝑎 · 𝑏)] , ( 1 · (𝑎 · 𝑏))⟩)
529, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4, 48, 1, 49rngqiprngimfv 21298 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝐵) → (𝐹𝑎) = ⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩)
5310, 52sylan2 599 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹𝑎) = ⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩)
549, 15, 16, 7, 12, 17, 18, 11, 4, 48, 1, 49rngqiprngimfv 21298 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝐹𝑏) = ⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩)
5521, 54sylan2 599 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹𝑏) = ⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩)
5653, 55oveq12d 7381 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)) = (⟨[𝑎] , ( 1 · 𝑎)⟩(.r𝑃)⟨[𝑏] , ( 1 · 𝑏)⟩))
5742, 51, 563eqtr4d 2785 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑎𝐵𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)))
5857ralrimivva 3183 1 (𝜑 → ∀𝑎𝐵𝑏𝐵 (𝐹‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐹𝑎)(.r𝑃)(𝐹𝑏)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396  w3a 1092   = wceq 1547  wcel 2119  wral 3054  Vcvv 3432  cop 4568  cmpt 5160  cfv 6492  (class class class)co 7363  [cec 8638  Basecbs 17177  s cress 17198  .rcmulr 17219   /s cqus 17467   ×s cxps 17468   ~QG cqg 19096  Rngcrng 20131  1rcur 20160  Ringcrg 20212  2Idealc2idl 21249
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-uni 4846  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-tpos 8173  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-2o 8403  df-er 8640  df-ec 8642  df-qs 8646  df-map 8772  df-ixp 8843  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-sup 9352  df-inf 9353  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-4 12244  df-5 12245  df-6 12246  df-7 12247  df-8 12248  df-9 12249  df-n0 12436  df-z 12523  df-dec 12643  df-uz 12787  df-fz 13460  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-ress 17199  df-plusg 17231  df-mulr 17232  df-sca 17234  df-vsca 17235  df-ip 17236  df-tset 17237  df-ple 17238  df-ds 17240  df-hom 17242  df-cco 17243  df-0g 17402  df-prds 17408  df-imas 17470  df-qus 17471  df-xps 17472  df-mgm 18606  df-sgrp 18685  df-mnd 18701  df-grp 18910  df-minusg 18911  df-sbg 18912  df-subg 19097  df-eqg 19099  df-cmn 19755  df-abl 19756  df-mgp 20120  df-rng 20132  df-ur 20161  df-ring 20214  df-oppr 20315  df-subrng 20525  df-lss 20929  df-sra 21170  df-rgmod 21171  df-lidl 21208  df-2idl 21250
This theorem is referenced by:  rngqiprngho  21303
  Copyright terms: Public domain W3C validator