Theorem subrguss 20844

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 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘𝑆) = (∥r‘𝑆)
4		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (oppr‘𝑆) = (oppr‘𝑆)
5		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑆)) = (∥r‘(oppr‘𝑆))
6	1, 2, 3, 4, 5	isunit 20608	. . . . . . . 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 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
11	9, 10	subrg1 20839	. . . . . . 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 5132	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑅))
14		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (∥r‘𝑅) = (∥r‘𝑅)
15	9, 14, 3	subrgdvds 20843	. . . . . . 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 5147	. . . . 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 20838	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
20	19	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
21		eqid 2760	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22	21	subrgss 20829	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
23	22	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
24	20, 23	eqsstrrd 3943	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
25		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
26	25, 1	unitcl 20610	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
27	26	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
28	24, 27	sseldd 3909	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
29	9	subrgring 20831	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑆 ∈ Ring)
30		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
31	1, 30, 25	ringinvcl 20627	. . . . . . . 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 3909	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
34		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (oppr‘𝑅) = (oppr‘𝑅)
35	34, 21	opprbas 20578	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘(oppr‘𝑅))
36		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑅)) = (∥r‘(oppr‘𝑅))
37		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘(oppr‘𝑅)) = (.r‘(oppr‘𝑅))
38	35, 36, 37	dvdsrmul 20599	. . . . . 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 2760	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
41	21, 40, 34, 37	opprmul 20575	. . . . . 6 ⊢ (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥))
42		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
43	1, 30, 42, 2	unitrinv 20629	. . . . . . . 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 17483	. . . . . . . . 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 7437	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)))
48	44, 47, 12	3eqtr4d 2805	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑅))
49	41, 48	eqtrid 2807	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (1r‘𝑅))
50	39, 49	breqtrd 5130	. . . 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 20608	. . . 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 3914	1 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑉 ⊆ 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ⊆ wss 3895   class class class wbr 5102  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17392   ↾_s cress 17413  ._rcmulr 17434  1_rcur 20412  Ringcrg 20464  opp_rcoppr 20571  ∥_rcdsr 20589  Unitcui 20590  inv_rcinvr 20622  SubRingcsubrg 20826

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-2nd 8002  df-tpos 8246  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-er 8720  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-0g 17617  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-subg 19338  df-cmn 20001  df-abl 20002  df-mgp 20366  df-rng 20380  df-ur 20413  df-ring 20466  df-oppr 20572  df-dvdsr 20592  df-unit 20593  df-invr 20623  df-subrg 20827

This theorem is used by:  subrginv  20845  subrgdv  20846  subrgunit  20847  subrgugrp  20848  issubdrg  21042  zringunit  21777