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

Theorem sdrgacs 19641
 Description: Closure property of division subrings. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Oct-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
subrgacs.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
Assertion
Ref Expression
sdrgacs (𝑅 ∈ DivRing → (SubDRing‘𝑅) ∈ (ACS‘𝐵))

Proof of Theorem sdrgacs
Dummy variables 𝑥 𝑠 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2759 . . . . . . . 8 (invr𝑅) = (invr𝑅)
2 eqid 2759 . . . . . . . 8 (0g𝑅) = (0g𝑅)
31, 2issdrg2 19638 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ (SubDRing‘𝑅) ↔ (𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠))
4 3anass 1093 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠) ↔ (𝑅 ∈ DivRing ∧ (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠)))
53, 4bitri 278 . . . . . 6 (𝑠 ∈ (SubDRing‘𝑅) ↔ (𝑅 ∈ DivRing ∧ (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠)))
65baib 540 . . . . 5 (𝑅 ∈ DivRing → (𝑠 ∈ (SubDRing‘𝑅) ↔ (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠)))
7 subrgacs.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (Base‘𝑅)
87subrgss 19597 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑠𝐵)
9 velpw 4500 . . . . . . . . 9 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠𝐵)
108, 9sylibr 237 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
1110adantl 486 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
12 iftrue 4427 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (0g𝑅) → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) = 𝑥)
1312eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (0g𝑅) → (if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦𝑥𝑦))
1413biimprd 251 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (0g𝑅) → (𝑥𝑦 → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦))
15 eldifsni 4681 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) → 𝑥 ≠ (0g𝑅))
1615necon2bi 2982 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (0g𝑅) → ¬ 𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}))
1716pm2.21d 121 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (0g𝑅) → (𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦))
1814, 172thd 268 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (0g𝑅) → ((𝑥𝑦 → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦) ↔ (𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦)))
19 eldifsn 4678 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) ↔ (𝑥𝑦𝑥 ≠ (0g𝑅)))
2019rbaibr 542 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ≠ (0g𝑅) → (𝑥𝑦𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)})))
21 ifnefalse 4433 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ≠ (0g𝑅) → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) = ((invr𝑅)‘𝑥))
2221eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ≠ (0g𝑅) → (if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦 ↔ ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦))
2320, 22imbi12d 349 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ≠ (0g𝑅) → ((𝑥𝑦 → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦) ↔ (𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦)))
2418, 23pm2.61ine 3035 . . . . . . . . . 10 ((𝑥𝑦 → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦) ↔ (𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦))
2524ralbii2 3096 . . . . . . . . 9 (∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦)
26 difeq1 4022 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑠 → (𝑦 ∖ {(0g𝑅)}) = (𝑠 ∖ {(0g𝑅)}))
27 eleq2w 2836 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑠 → (((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦 ↔ ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠))
2826, 27raleqbidv 3320 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑠 → (∀𝑥 ∈ (𝑦 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠))
2925, 28syl5bb 286 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑠 → (∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠))
3029elrab3 3604 . . . . . . 7 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → (𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦} ↔ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠))
3111, 30syl 17 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦} ↔ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠))
3231pm5.32da 583 . . . . 5 (𝑅 ∈ DivRing → ((𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦}) ↔ (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑠 ∖ {(0g𝑅)})((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝑠)))
336, 32bitr4d 285 . . . 4 (𝑅 ∈ DivRing → (𝑠 ∈ (SubDRing‘𝑅) ↔ (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦})))
34 elin 3875 . . . 4 (𝑠 ∈ ((SubRing‘𝑅) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦}) ↔ (𝑠 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦}))
3533, 34bitr4di 293 . . 3 (𝑅 ∈ DivRing → (𝑠 ∈ (SubDRing‘𝑅) ↔ 𝑠 ∈ ((SubRing‘𝑅) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦})))
3635eqrdv 2757 . 2 (𝑅 ∈ DivRing → (SubDRing‘𝑅) = ((SubRing‘𝑅) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦}))
377fvexi 6673 . . . 4 𝐵 ∈ V
38 mreacs 16980 . . . 4 (𝐵 ∈ V → (ACS‘𝐵) ∈ (Moore‘𝒫 𝐵))
3937, 38mp1i 13 . . 3 (𝑅 ∈ DivRing → (ACS‘𝐵) ∈ (Moore‘𝒫 𝐵))
40 drngring 19570 . . . 4 (𝑅 ∈ DivRing → 𝑅 ∈ Ring)
417subrgacs 19640 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → (SubRing‘𝑅) ∈ (ACS‘𝐵))
4240, 41syl 17 . . 3 (𝑅 ∈ DivRing → (SubRing‘𝑅) ∈ (ACS‘𝐵))
43 simplr 769 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑥𝐵) ∧ 𝑥 = (0g𝑅)) → 𝑥𝐵)
44 df-ne 2953 . . . . . . 7 (𝑥 ≠ (0g𝑅) ↔ ¬ 𝑥 = (0g𝑅))
457, 2, 1drnginvrcl 19580 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑥𝐵𝑥 ≠ (0g𝑅)) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝐵)
46453expa 1116 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑥𝐵) ∧ 𝑥 ≠ (0g𝑅)) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝐵)
4744, 46sylan2br 598 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑥𝐵) ∧ ¬ 𝑥 = (0g𝑅)) → ((invr𝑅)‘𝑥) ∈ 𝐵)
4843, 47ifclda 4456 . . . . 5 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑥𝐵) → if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝐵)
4948ralrimiva 3114 . . . 4 (𝑅 ∈ DivRing → ∀𝑥𝐵 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝐵)
50 acsfn1 16983 . . . 4 ((𝐵 ∈ V ∧ ∀𝑥𝐵 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝐵) → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦} ∈ (ACS‘𝐵))
5137, 49, 50sylancr 591 . . 3 (𝑅 ∈ DivRing → {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦} ∈ (ACS‘𝐵))
52 mreincl 16921 . . 3 (((ACS‘𝐵) ∈ (Moore‘𝒫 𝐵) ∧ (SubRing‘𝑅) ∈ (ACS‘𝐵) ∧ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦} ∈ (ACS‘𝐵)) → ((SubRing‘𝑅) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦}) ∈ (ACS‘𝐵))
5339, 42, 51, 52syl3anc 1369 . 2 (𝑅 ∈ DivRing → ((SubRing‘𝑅) ∩ {𝑦 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ∀𝑥𝑦 if(𝑥 = (0g𝑅), 𝑥, ((invr𝑅)‘𝑥)) ∈ 𝑦}) ∈ (ACS‘𝐵))
5436, 53eqeltrd 2853 1 (𝑅 ∈ DivRing → (SubDRing‘𝑅) ∈ (ACS‘𝐵))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2112   ≠ wne 2952  ∀wral 3071  {crab 3075  Vcvv 3410   ∖ cdif 3856   ∩ cin 3858   ⊆ wss 3859  ifcif 4421  𝒫 cpw 4495  {csn 4523  ‘cfv 6336  Basecbs 16534  0gc0g 16764  Moorecmre 16904  ACScacs 16907  Ringcrg 19358  invrcinvr 19485  DivRingcdr 19563  SubRingcsubrg 19592  SubDRingcsdrg 19633 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5235  ax-pr 5299  ax-un 7460  ax-cnex 10624  ax-resscn 10625  ax-1cn 10626  ax-icn 10627  ax-addcl 10628  ax-addrcl 10629  ax-mulcl 10630  ax-mulrcl 10631  ax-mulcom 10632  ax-addass 10633  ax-mulass 10634  ax-distr 10635  ax-i2m1 10636  ax-1ne0 10637  ax-1rid 10638  ax-rnegex 10639  ax-rrecex 10640  ax-cnre 10641  ax-pre-lttri 10642  ax-pre-lttrn 10643  ax-pre-ltadd 10644  ax-pre-mulgt0 10645 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2902  df-ne 2953  df-nel 3057  df-ral 3076  df-rex 3077  df-reu 3078  df-rmo 3079  df-rab 3080  df-v 3412  df-sbc 3698  df-csb 3807  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3876  df-pss 3878  df-nul 4227  df-if 4422  df-pw 4497  df-sn 4524  df-pr 4526  df-tp 4528  df-op 4530  df-uni 4800  df-int 4840  df-iun 4886  df-iin 4887  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5431  df-eprel 5436  df-po 5444  df-so 5445  df-fr 5484  df-we 5486  df-xp 5531  df-rel 5532  df-cnv 5533  df-co 5534  df-dm 5535  df-rn 5536  df-res 5537  df-ima 5538  df-pred 6127  df-ord 6173  df-on 6174  df-lim 6175  df-suc 6176  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7581  df-tpos 7903  df-wrecs 7958  df-recs 8019  df-rdg 8057  df-1o 8113  df-oadd 8117  df-er 8300  df-en 8529  df-dom 8530  df-sdom 8531  df-fin 8532  df-pnf 10708  df-mnf 10709  df-xr 10710  df-ltxr 10711  df-le 10712  df-sub 10903  df-neg 10904  df-nn 11668  df-2 11730  df-3 11731  df-ndx 16537  df-slot 16538  df-base 16540  df-sets 16541  df-ress 16542  df-plusg 16629  df-mulr 16630  df-0g 16766  df-mre 16908  df-mrc 16909  df-acs 16911  df-mgm 17911  df-sgrp 17960  df-mnd 17971  df-submnd 18016  df-grp 18165  df-minusg 18166  df-subg 18336  df-mgp 19301  df-ur 19313  df-ring 19360  df-oppr 19437  df-dvdsr 19455  df-unit 19456  df-invr 19486  df-drng 19565  df-subrg 19594  df-sdrg 19634 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator