Theorem subrguss 20755

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 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘𝑆) = (∥r‘𝑆)
4		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (oppr‘𝑆) = (oppr‘𝑆)
5		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑆)) = (∥r‘(oppr‘𝑆))
6	1, 2, 3, 4, 5	isunit 20520	. . . . . . . 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 2762	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
11	9, 10	subrg1 20750	. . . . . . 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 2762	. . . . . . . 8 ⊢ (∥r‘𝑅) = (∥r‘𝑅)
15	9, 14, 3	subrgdvds 20754	. . . . . . 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 20749	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
20	19	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
21		eqid 2762	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22	21	subrgss 20740	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
23	22	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
24	20, 23	eqsstrrd 3969	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
25		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
26	25, 1	unitcl 20522	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
27	26	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
28	24, 27	sseldd 3935	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
29	9	subrgring 20742	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑆 ∈ Ring)
30		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
31	1, 30, 25	ringinvcl 20539	. . . . . . . 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 3935	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
34		eqid 2762	. . . . . . . 8 ⊢ (oppr‘𝑅) = (oppr‘𝑅)
35	34, 21	opprbas 20490	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘(oppr‘𝑅))
36		eqid 2762	. . . . . . 7 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑅)) = (∥r‘(oppr‘𝑅))
37		eqid 2762	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘(oppr‘𝑅)) = (.r‘(oppr‘𝑅))
38	35, 36, 37	dvdsrmul 20511	. . . . . 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 2762	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
41	21, 40, 34, 37	opprmul 20487	. . . . . 6 ⊢ (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥))
42		eqid 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
43	1, 30, 42, 2	unitrinv 20541	. . . . . . . 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 17398	. . . . . . . . 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 7434	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)))
48	44, 47, 12	3eqtr4d 2807	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑅))
49	41, 48	eqtrid 2809	. . . . 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 20520	. . . 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 3940	1 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑉 ⊆ 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ⊆ wss 3902   class class class wbr 5107  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417  Basecbs 17307   ↾_s cress 17328  ._rcmulr 17349  1_rcur 20326  Ringcrg 20378  opp_rcoppr 20483  ∥_rcdsr 20501  Unitcui 20502  inv_rcinvr 20534  SubRingcsubrg 20737

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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205

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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-2nd 7991  df-tpos 8228  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-er 8700  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-sets 17262  df-slot 17280  df-ndx 17292  df-base 17308  df-ress 17329  df-plusg 17361  df-mulr 17362  df-0g 17532  df-mgm 18736  df-sgrp 18827  df-mnd 18843  df-grp 19066  df-minusg 19067  df-subg 19252  df-cmn 19915  df-abl 19916  df-mgp 20280  df-rng 20294  df-ur 20327  df-ring 20380  df-oppr 20484  df-dvdsr 20504  df-unit 20505  df-invr 20535  df-subrg 20738

This theorem is used by:  subrginv  20756  subrgdv  20757  subrgunit  20758  subrgugrp  20759  issubdrg  20952  zringunit  21685