Theorem subrguss 20723

Description: A unit of a subring is a unit of the parent ring. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
subrguss.1	⊢ 𝑆 = (𝑅 ↾s 𝐴)
subrguss.2	⊢ 𝑈 = (Unit‘𝑅)
subrguss.3	⊢ 𝑉 = (Unit‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
subrguss	⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑉 ⊆ 𝑈)

Proof of Theorem subrguss

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		subrguss.3	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑉 = (Unit‘𝑆)
2		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘𝑆) = (∥r‘𝑆)
4		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (oppr‘𝑆) = (oppr‘𝑆)
5		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑆)) = (∥r‘(oppr‘𝑆))
6	1, 2, 3, 4, 5	isunit 20488	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 ↔ (𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑆) ∧ 𝑥(∥r‘(oppr‘𝑆))(1r‘𝑆)))
7	6	bilani 510	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑆) ∧ 𝑥(∥r‘(oppr‘𝑆))(1r‘𝑆)))
8	7	simpld 500	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑆))
9		subrguss.1	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑆 = (𝑅 ↾s 𝐴)
10		eqid 2766	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
11	9, 10	subrg1 20718	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r‘𝑅) = (1r‘𝑆))
12	11	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (1r‘𝑅) = (1r‘𝑆))
13	8, 12	breqtrrd 5144	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑅))
14		eqid 2766	. . . . . . . 8 ⊢ (∥r‘𝑅) = (∥r‘𝑅)
15	9, 14, 3	subrgdvds 20722	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (∥r‘𝑆) ⊆ (∥r‘𝑅))
16	15	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (∥r‘𝑆) ⊆ (∥r‘𝑅))
17	16	ssbrd 5159	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑅) → 𝑥(∥r‘𝑅)(1r‘𝑅)))
18	13, 17	mpd 16	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘𝑅)(1r‘𝑅))
19	9	subrgbas 20717	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
20	19	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
21		eqid 2766	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22	21	subrgss 20708	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
23	22	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
24	20, 23	eqsstrrd 3975	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
25		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
26	25, 1	unitcl 20490	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
27	26	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
28	24, 27	sseldd 3941	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
29	9	subrgring 20710	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑆 ∈ Ring)
30		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
31	1, 30, 25	ringinvcl 20507	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑆))
32	29, 31	sylan 592	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑆))
33	24, 32	sseldd 3941	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
34		eqid 2766	. . . . . . . 8 ⊢ (oppr‘𝑅) = (oppr‘𝑅)
35	34, 21	opprbas 20458	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘(oppr‘𝑅))
36		eqid 2766	. . . . . . 7 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑅)) = (∥r‘(oppr‘𝑅))
37		eqid 2766	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘(oppr‘𝑅)) = (.r‘(oppr‘𝑅))
38	35, 36, 37	dvdsrmul 20479	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (Base‘𝑅) ∧ ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥(∥r‘(oppr‘𝑅))(((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥))
39	28, 33, 38	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘(oppr‘𝑅))(((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥))
40		eqid 2766	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
41	21, 40, 34, 37	opprmul 20455	. . . . . 6 ⊢ (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥))
42		eqid 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
43	1, 30, 42, 2	unitrinv 20509	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑆 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑆))
44	29, 43	sylan 592	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑆))
45	9, 40	ressmulr 17385	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (.r‘𝑅) = (.r‘𝑆))
46	45	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (.r‘𝑅) = (.r‘𝑆))
47	46	oveqd 7440	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)))
48	44, 47, 12	3eqtr4d 2811	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑅))
49	41, 48	eqtrid 2813	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (1r‘𝑅))
50	39, 49	breqtrd 5142	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘(oppr‘𝑅))(1r‘𝑅))
51		subrguss.2	. . . . 5 ⊢ 𝑈 = (Unit‘𝑅)
52	51, 10, 14, 34, 36	isunit 20488	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑈 ↔ (𝑥(∥r‘𝑅)(1r‘𝑅) ∧ 𝑥(∥r‘(oppr‘𝑅))(1r‘𝑅)))
53	18, 50, 52	sylanbrc 595	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ 𝑈)
54	53	ex 418	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝑥 ∈ 𝑉 → 𝑥 ∈ 𝑈))
55	54	ssrdv 3946	1 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑉 ⊆ 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ⊆ wss 3908   class class class wbr 5114  ‘cfv 6543  (class class class)co 7423  Basecbs 17294   ↾_s cress 17315  ._rcmulr 17336  1_rcur 20294  Ringcrg 20346  opp_rcoppr 20451  ∥_rcdsr 20469  Unitcui 20470  inv_rcinvr 20502  SubRingcsubrg 20705

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-2nd 7996  df-tpos 8231  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-sets 17249  df-slot 17267  df-ndx 17279  df-base 17295  df-ress 17316  df-plusg 17348  df-mulr 17349  df-0g 17519  df-mgm 18723  df-sgrp 18806  df-mnd 18822  df-grp 19034  df-minusg 19035  df-subg 19220  df-cmn 19883  df-abl 19884  df-mgp 20248  df-rng 20262  df-ur 20295  df-ring 20348  df-oppr 20452  df-dvdsr 20472  df-unit 20473  df-invr 20503  df-subrg 20706

This theorem is used by:  subrginv  20724  subrgdv  20725  subrgunit  20726  subrgugrp  20727  issubdrg  20920  zringunit  21653