Theorem zringlpir 21420

Description: The integers are a principal ideal ring. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Jan-2015.) (Revised by AV, 9-Jun-2019.) (Proof shortened by AV, 27-Sep-2020.)

Assertion

Ref	Expression
zringlpir	⊢ ℤring ∈ LPIR

Proof of Theorem zringlpir

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zringring 21402	. 2 ⊢ ℤring ∈ Ring
2		eleq1 2822	. . . 4 ⊢ (𝑥 = {0} → (𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring) ↔ {0} ∈ (LPIdeal‘ℤring)))
3		simpl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → 𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring))
4		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → 𝑥 ≠ {0})
5		eqid 2734	. . . . . . 7 ⊢ inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) = inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < )
6	3, 4, 5	zringlpirlem2 21416	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∈ 𝑥)
7		simpll 766	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → 𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring))
8		simplr 768	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → 𝑥 ≠ {0})
9		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝑥)
10	7, 8, 5, 9	zringlpirlem3 21417	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧)
11	10	ralrimiva 3126	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → ∀𝑧 ∈ 𝑥 inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧)
12		breq1 5099	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) → (𝑦 ∥ 𝑧 ↔ inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧))
13	12	ralbidv 3157	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) → (∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑥 inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧))
14	13	rspcev 3574	. . . . . 6 ⊢ ((inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑥 inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧)
15	6, 11, 14	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧)
16		eqid 2734	. . . . . . . 8 ⊢ (LIdeal‘ℤring) = (LIdeal‘ℤring)
17		eqid 2734	. . . . . . . 8 ⊢ (LPIdeal‘ℤring) = (LPIdeal‘ℤring)
18		dvdsrzring 21414	. . . . . . . 8 ⊢ ∥ = (∥r‘ℤring)
19	16, 17, 18	lpigen 21288	. . . . . . 7 ⊢ ((ℤring ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring)) → (𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧))
20	1, 19	mpan 690	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) → (𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧))
21	20	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → (𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧))
22	15, 21	mpbird 257	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → 𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring))
23		zring0 21411	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘ℤring)
24	17, 23	lpi0 21279	. . . . 5 ⊢ (ℤring ∈ Ring → {0} ∈ (LPIdeal‘ℤring))
25	1, 24	mp1i 13	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) → {0} ∈ (LPIdeal‘ℤring))
26	2, 22, 25	pm2.61ne 3015	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) → 𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring))
27	26	ssriv 3935	. 2 ⊢ (LIdeal‘ℤring) ⊆ (LPIdeal‘ℤring)
28	17, 16	islpir2 21283	. 2 ⊢ (ℤring ∈ LPIR ↔ (ℤring ∈ Ring ∧ (LIdeal‘ℤring) ⊆ (LPIdeal‘ℤring)))
29	1, 27, 28	mpbir2an 711	1 ⊢ ℤring ∈ LPIR

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2930  ∀wral 3049  ∃wrex 3058   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  {csn 4578   class class class wbr 5096  ‘cfv 6490  infcinf 9342  ℝcr 11023  0cc0 11024   < clt 11164  ℕcn 12143   ∥ cdvds 16177  Ringcrg 20166  LIdealclidl 21159  LPIdealclpidl 21273  LPIRclpir 21274  ℤ_ringczring 21399

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-rep 5222  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678  ax-cnex 11080  ax-resscn 11081  ax-1cn 11082  ax-icn 11083  ax-addcl 11084  ax-addrcl 11085  ax-mulcl 11086  ax-mulrcl 11087  ax-mulcom 11088  ax-addass 11089  ax-mulass 11090  ax-distr 11091  ax-i2m1 11092  ax-1ne0 11093  ax-1rid 11094  ax-rnegex 11095  ax-rrecex 11096  ax-cnre 11097  ax-pre-lttri 11098  ax-pre-lttrn 11099  ax-pre-ltadd 11100  ax-pre-mulgt0 11101  ax-pre-sup 11102  ax-addf 11103  ax-mulf 11104

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-tp 4583  df-op 4585  df-uni 4862  df-int 4901  df-iun 4946  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-tr 5204  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-er 8633  df-en 8882  df-dom 8883  df-sdom 8884  df-fin 8885  df-sup 9343  df-inf 9344  df-pnf 11166  df-mnf 11167  df-xr 11168  df-ltxr 11169  df-le 11170  df-sub 11364  df-neg 11365  df-div 11793  df-nn 12144  df-2 12206  df-3 12207  df-4 12208  df-5 12209  df-6 12210  df-7 12211  df-8 12212  df-9 12213  df-n0 12400  df-z 12487  df-dec 12606  df-uz 12750  df-rp 12904  df-fz 13422  df-fl 13710  df-mod 13788  df-seq 13923  df-exp 13983  df-cj 15020  df-re 15021  df-im 15022  df-sqrt 15156  df-abs 15157  df-dvds 16178  df-struct 17072  df-sets 17089  df-slot 17107  df-ndx 17119  df-base 17135  df-ress 17156  df-plusg 17188  df-mulr 17189  df-starv 17190  df-sca 17191  df-vsca 17192  df-ip 17193  df-tset 17194  df-ple 17195  df-ds 17197  df-unif 17198  df-0g 17359  df-mgm 18563  df-sgrp 18642  df-mnd 18658  df-grp 18864  df-minusg 18865  df-sbg 18866  df-subg 19051  df-cmn 19709  df-abl 19710  df-mgp 20074  df-rng 20086  df-ur 20115  df-ring 20168  df-cring 20169  df-dvdsr 20291  df-subrng 20477  df-subrg 20501  df-lmod 20811  df-lss 20881  df-lsp 20921  df-sra 21123  df-rgmod 21124  df-lidl 21161  df-rsp 21162  df-lpidl 21275  df-lpir 21276  df-cnfld 21308  df-zring 21400

This theorem is referenced by:  zringpid  33582