Theorem subrguss 20819

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 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3		eqid 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘𝑆) = (∥r‘𝑆)
4		eqid 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (oppr‘𝑆) = (oppr‘𝑆)
5		eqid 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑆)) = (∥r‘(oppr‘𝑆))
6	1, 2, 3, 4, 5	isunit 20583	. . . . . . . 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 2761	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
11	9, 10	subrg1 20814	. . . . . . 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 5133	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥(∥r‘𝑆)(1r‘𝑅))
14		eqid 2761	. . . . . . . 8 ⊢ (∥r‘𝑅) = (∥r‘𝑅)
15	9, 14, 3	subrgdvds 20818	. . . . . . 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 5148	. . . . 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 20813	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
20	19	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 = (Base‘𝑆))
21		eqid 2761	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22	21	subrgss 20804	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
23	22	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝐴 ⊆ (Base‘𝑅))
24	20, 23	eqsstrrd 3966	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (Base‘𝑆) ⊆ (Base‘𝑅))
25		eqid 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
26	25, 1	unitcl 20585	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑉 → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
27	26	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
28	24, 27	sseldd 3932	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
29	9	subrgring 20806	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑆 ∈ Ring)
30		eqid 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
31	1, 30, 25	ringinvcl 20602	. . . . . . . 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 3932	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → ((invr‘𝑆)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
34		eqid 2761	. . . . . . . 8 ⊢ (oppr‘𝑅) = (oppr‘𝑅)
35	34, 21	opprbas 20553	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘(oppr‘𝑅))
36		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (∥r‘(oppr‘𝑅)) = (∥r‘(oppr‘𝑅))
37		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘(oppr‘𝑅)) = (.r‘(oppr‘𝑅))
38	35, 36, 37	dvdsrmul 20574	. . . . . 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 2761	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
41	21, 40, 34, 37	opprmul 20550	. . . . . 6 ⊢ (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥))
42		eqid 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
43	1, 30, 42, 2	unitrinv 20604	. . . . . . . 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 17458	. . . . . . . . 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 7429	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (𝑥(.r‘𝑆)((invr‘𝑆)‘𝑥)))
48	44, 47, 12	3eqtr4d 2806	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (𝑥(.r‘𝑅)((invr‘𝑆)‘𝑥)) = (1r‘𝑅))
49	41, 48	eqtrid 2808	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) ∧ 𝑥 ∈ 𝑉) → (((invr‘𝑆)‘𝑥)(.r‘(oppr‘𝑅))𝑥) = (1r‘𝑅))
50	39, 49	breqtrd 5131	. . . 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 20583	. . . 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 3937	1 ⊢ (𝐴 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑉 ⊆ 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  Basecbs 17367   ↾_s cress 17388  ._rcmulr 17409  1_rcur 20387  Ringcrg 20439  opp_rcoppr 20546  ∥_rcdsr 20564  Unitcui 20565  inv_rcinvr 20597  SubRingcsubrg 20801

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 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-2nd 7991  df-tpos 8227  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8701  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-0g 17592  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-subg 19313  df-cmn 19976  df-abl 19977  df-mgp 20341  df-rng 20355  df-ur 20388  df-ring 20441  df-oppr 20547  df-dvdsr 20567  df-unit 20568  df-invr 20598  df-subrg 20802

This theorem is used by:  subrginv  20820  subrgdv  20821  subrgunit  20822  subrgugrp  20823  issubdrg  21017  zringunit  21752