Theorem zringlpir 21460

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 21442	. 2 ⊢ ℤring ∈ Ring
2		eleq1 2825	. . . 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 2737	. . . . . . 7 ⊢ inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) = inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < )
6	3, 4, 5	zringlpirlem2 21456	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∈ 𝑥)
7		simpll 767	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → 𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring))
8		simplr 769	. . . . . . . 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 21457	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧)
11	10	ralrimiva 3130	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → ∀𝑧 ∈ 𝑥 inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧)
12		breq1 5089	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) → (𝑦 ∥ 𝑧 ↔ inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧))
13	12	ralbidv 3161	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) → (∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑥 inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧))
14	13	rspcev 3565	. . . . . 6 ⊢ ((inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑥 inf((𝑥 ∩ ℕ), ℝ, < ) ∥ 𝑧) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧)
15	6, 11, 14	syl2anc 585	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑥 ≠ {0}) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧)
16		eqid 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (LIdeal‘ℤring) = (LIdeal‘ℤring)
17		eqid 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (LPIdeal‘ℤring) = (LPIdeal‘ℤring)
18		dvdsrzring 21454	. . . . . . . 8 ⊢ ∥ = (∥r‘ℤring)
19	16, 17, 18	lpigen 21328	. . . . . . 7 ⊢ ((ℤring ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring)) → (𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑦 ∥ 𝑧))
20	1, 19	mpan 691	. . . . . 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 21451	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘ℤring)
24	17, 23	lpi0 21319	. . . . 5 ⊢ (ℤring ∈ Ring → {0} ∈ (LPIdeal‘ℤring))
25	1, 24	mp1i 13	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) → {0} ∈ (LPIdeal‘ℤring))
26	2, 22, 25	pm2.61ne 3018	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (LIdeal‘ℤring) → 𝑥 ∈ (LPIdeal‘ℤring))
27	26	ssriv 3926	. 2 ⊢ (LIdeal‘ℤring) ⊆ (LPIdeal‘ℤring)
28	17, 16	islpir2 21323	. 2 ⊢ (ℤring ∈ LPIR ↔ (ℤring ∈ Ring ∧ (LIdeal‘ℤring) ⊆ (LPIdeal‘ℤring)))
29	1, 27, 28	mpbir2an 712	1 ⊢ ℤring ∈ LPIR

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∀wral 3052  ∃wrex 3062   ∩ cin 3889   ⊆ wss 3890  {csn 4568   class class class wbr 5086  ‘cfv 6493  infcinf 9348  ℝcr 11031  0cc0 11032   < clt 11173  ℕcn 12168   ∥ cdvds 16215  Ringcrg 20208  LIdealclidl 21199  LPIdealclpidl 21313  LPIRclpir 21314  ℤ_ringczring 21439

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5303  ax-pr 5371  ax-un 7683  ax-cnex 11088  ax-resscn 11089  ax-1cn 11090  ax-icn 11091  ax-addcl 11092  ax-addrcl 11093  ax-mulcl 11094  ax-mulrcl 11095  ax-mulcom 11096  ax-addass 11097  ax-mulass 11098  ax-distr 11099  ax-i2m1 11100  ax-1ne0 11101  ax-1rid 11102  ax-rnegex 11103  ax-rrecex 11104  ax-cnre 11105  ax-pre-lttri 11106  ax-pre-lttrn 11107  ax-pre-ltadd 11108  ax-pre-mulgt0 11109  ax-pre-sup 11110  ax-addf 11111  ax-mulf 11112

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7318  df-ov 7364  df-oprab 7365  df-mpo 7366  df-om 7812  df-1st 7936  df-2nd 7937  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-er 8637  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-sup 9349  df-inf 9350  df-pnf 11175  df-mnf 11176  df-xr 11177  df-ltxr 11178  df-le 11179  df-sub 11373  df-neg 11374  df-div 11802  df-nn 12169  df-2 12238  df-3 12239  df-4 12240  df-5 12241  df-6 12242  df-7 12243  df-8 12244  df-9 12245  df-n0 12432  df-z 12519  df-dec 12639  df-uz 12783  df-rp 12937  df-fz 13456  df-fl 13745  df-mod 13823  df-seq 13958  df-exp 14018  df-cj 15055  df-re 15056  df-im 15057  df-sqrt 15191  df-abs 15192  df-dvds 16216  df-struct 17111  df-sets 17128  df-slot 17146  df-ndx 17158  df-base 17174  df-ress 17195  df-plusg 17227  df-mulr 17228  df-starv 17229  df-sca 17230  df-vsca 17231  df-ip 17232  df-tset 17233  df-ple 17234  df-ds 17236  df-unif 17237  df-0g 17398  df-mgm 18602  df-sgrp 18681  df-mnd 18697  df-grp 18906  df-minusg 18907  df-sbg 18908  df-subg 19093  df-cmn 19751  df-abl 19752  df-mgp 20116  df-rng 20128  df-ur 20157  df-ring 20210  df-cring 20211  df-dvdsr 20331  df-subrng 20517  df-subrg 20541  df-lmod 20851  df-lss 20921  df-lsp 20961  df-sra 21163  df-rgmod 21164  df-lidl 21201  df-rsp 21202  df-lpidl 21315  df-lpir 21316  df-cnfld 21348  df-zring 21440

This theorem is referenced by:  zringpid  33630