Theorem subrguss 20872

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 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘𝑆) = (∥r‘𝑆)
4		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (oppr‘𝑆) = (oppr‘𝑆)
5		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑆)) = (∥r‘(oppr‘𝑆))
6	1, 2, 3, 4, 5	isunit 20636	. . . . . . . 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 2763	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
11	9, 10	subrg1 20867	. . . . . . 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 5137	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑅))
14		eqid 2763	. . . . . . . 8 ⊢ (∥r‘𝑅) = (∥r‘𝑅)
15	9, 14, 3	subrgdvds 20871	. . . . . . 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 5152	. . . . 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 20866	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
20	19	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
21		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22	21	subrgss 20857	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
23	22	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
24	20, 23	eqsstrrd 3948	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
25		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
26	25, 1	unitcl 20638	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
27	26	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
28	24, 27	sseldd 3914	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
29	9	subrgring 20859	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑆 ∈ Ring)
30		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
31	1, 30, 25	ringinvcl 20655	. . . . . . . 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 3914	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
34		eqid 2763	. . . . . . . 8 ⊢ (oppr‘𝑅) = (oppr‘𝑅)
35	34, 21	opprbas 20606	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘(oppr‘𝑅))
36		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑅)) = (∥r‘(oppr‘𝑅))
37		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘(oppr‘𝑅)) = (.r‘(oppr‘𝑅))
38	35, 36, 37	dvdsrmul 20627	. . . . . 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 2763	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
41	21, 40, 34, 37	opprmul 20603	. . . . . 6 ⊢ (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥))
42		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
43	1, 30, 42, 2	unitrinv 20657	. . . . . . . 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 17510	. . . . . . . . 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 7463	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)))
48	44, 47, 12	3eqtr4d 2808	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑅))
49	41, 48	eqtrid 2810	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (1r‘𝑅))
50	39, 49	breqtrd 5135	. . . 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 20636	. . . 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 3919	1 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑉 ⊆ 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ⊆ wss 3900   class class class wbr 5106  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  Basecbs 17419   ↾_s cress 17440  ._rcmulr 17461  1_rcur 20440  Ringcrg 20492  opp_rcoppr 20599  ∥_rcdsr 20617  Unitcui 20618  inv_rcinvr 20650  SubRingcsubrg 20854

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-om 7905  df-2nd 8029  df-tpos 8274  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8748  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-sets 17374  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-ress 17441  df-plusg 17473  df-mulr 17474  df-0g 17644  df-mgm 18848  df-sgrp 18940  df-mnd 18956  df-grp 19179  df-minusg 19180  df-subg 19365  df-cmn 20029  df-abl 20030  df-mgp 20394  df-rng 20408  df-ur 20441  df-ring 20494  df-oppr 20600  df-dvdsr 20620  df-unit 20621  df-invr 20651  df-subrg 20855

This theorem is used by:  subrginv  20873  subrgdv  20874  subrgunit  20875  subrgugrp  20876  issubdrg  21070  zringunit  21805