MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  zringunit Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zringunit 20551
Description: The units of are the integers with norm 1, i.e. 1 and -1. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Dec-2014.) (Revised by AV, 10-Jun-2019.)
Assertion
Ref Expression
zringunit (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) ↔ (𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1))

Proof of Theorem zringunit
StepHypRef Expression
1 zringbas 20539 . . . 4 ℤ = (Base‘ℤring)
2 eqid 2826 . . . 4 (Unit‘ℤring) = (Unit‘ℤring)
31, 2unitcl 19329 . . 3 (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) → 𝐴 ∈ ℤ)
4 zsubrg 20514 . . . . . . 7 ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld)
5 zgz 16259 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ ℤ[i])
65ssriv 3975 . . . . . . 7 ℤ ⊆ ℤ[i]
7 gzsubrg 20515 . . . . . . . 8 ℤ[i] ∈ (SubRing‘ℂfld)
8 eqid 2826 . . . . . . . . 9 (ℂflds ℤ[i]) = (ℂflds ℤ[i])
98subsubrg 19481 . . . . . . . 8 (ℤ[i] ∈ (SubRing‘ℂfld) → (ℤ ∈ (SubRing‘(ℂflds ℤ[i])) ↔ (ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ℤ ⊆ ℤ[i])))
107, 9ax-mp 5 . . . . . . 7 (ℤ ∈ (SubRing‘(ℂflds ℤ[i])) ↔ (ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ℤ ⊆ ℤ[i]))
114, 6, 10mpbir2an 707 . . . . . 6 ℤ ∈ (SubRing‘(ℂflds ℤ[i]))
12 df-zring 20534 . . . . . . . 8 ring = (ℂflds ℤ)
13 ressabs 16553 . . . . . . . . 9 ((ℤ[i] ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ℤ ⊆ ℤ[i]) → ((ℂflds ℤ[i]) ↾s ℤ) = (ℂflds ℤ))
147, 6, 13mp2an 688 . . . . . . . 8 ((ℂflds ℤ[i]) ↾s ℤ) = (ℂflds ℤ)
1512, 14eqtr4i 2852 . . . . . . 7 ring = ((ℂflds ℤ[i]) ↾s ℤ)
16 eqid 2826 . . . . . . 7 (Unit‘(ℂflds ℤ[i])) = (Unit‘(ℂflds ℤ[i]))
1715, 16, 2subrguss 19470 . . . . . 6 (ℤ ∈ (SubRing‘(ℂflds ℤ[i])) → (Unit‘ℤring) ⊆ (Unit‘(ℂflds ℤ[i])))
1811, 17ax-mp 5 . . . . 5 (Unit‘ℤring) ⊆ (Unit‘(ℂflds ℤ[i]))
1918sseli 3967 . . . 4 (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) → 𝐴 ∈ (Unit‘(ℂflds ℤ[i])))
208gzrngunit 20527 . . . . 5 (𝐴 ∈ (Unit‘(ℂflds ℤ[i])) ↔ (𝐴 ∈ ℤ[i] ∧ (abs‘𝐴) = 1))
2120simprbi 497 . . . 4 (𝐴 ∈ (Unit‘(ℂflds ℤ[i])) → (abs‘𝐴) = 1)
2219, 21syl 17 . . 3 (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) → (abs‘𝐴) = 1)
233, 22jca 512 . 2 (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1))
24 zcn 11975 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℂ)
2524adantr 481 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 𝐴 ∈ ℂ)
26 simpr 485 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → (abs‘𝐴) = 1)
27 ax-1ne0 10595 . . . . . . 7 1 ≠ 0
2827a1i 11 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 1 ≠ 0)
2926, 28eqnetrd 3088 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → (abs‘𝐴) ≠ 0)
30 fveq2 6667 . . . . . . 7 (𝐴 = 0 → (abs‘𝐴) = (abs‘0))
31 abs0 14635 . . . . . . 7 (abs‘0) = 0
3230, 31syl6eq 2877 . . . . . 6 (𝐴 = 0 → (abs‘𝐴) = 0)
3332necon3i 3053 . . . . 5 ((abs‘𝐴) ≠ 0 → 𝐴 ≠ 0)
3429, 33syl 17 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 𝐴 ≠ 0)
35 eldifsn 4718 . . . 4 (𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0}) ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0))
3625, 34, 35sylanbrc 583 . . 3 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0}))
37 simpl 483 . . 3 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 𝐴 ∈ ℤ)
38 cnfldinv 20492 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((invr‘ℂfld)‘𝐴) = (1 / 𝐴))
3925, 34, 38syl2anc 584 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((invr‘ℂfld)‘𝐴) = (1 / 𝐴))
40 zre 11974 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
4140adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 𝐴 ∈ ℝ)
42 absresq 14652 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ ℝ → ((abs‘𝐴)↑2) = (𝐴↑2))
4341, 42syl 17 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((abs‘𝐴)↑2) = (𝐴↑2))
4426oveq1d 7163 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((abs‘𝐴)↑2) = (1↑2))
45 sq1 13548 . . . . . . . 8 (1↑2) = 1
4644, 45syl6eq 2877 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((abs‘𝐴)↑2) = 1)
4725sqvald 13497 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → (𝐴↑2) = (𝐴 · 𝐴))
4843, 46, 473eqtr3rd 2870 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → (𝐴 · 𝐴) = 1)
49 1cnd 10625 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 1 ∈ ℂ)
5049, 25, 25, 34divmuld 11427 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((1 / 𝐴) = 𝐴 ↔ (𝐴 · 𝐴) = 1))
5148, 50mpbird 258 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → (1 / 𝐴) = 𝐴)
5239, 51eqtrd 2861 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((invr‘ℂfld)‘𝐴) = 𝐴)
5352, 37eqeltrd 2918 . . 3 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → ((invr‘ℂfld)‘𝐴) ∈ ℤ)
54 cnfldbas 20465 . . . . . 6 ℂ = (Base‘ℂfld)
55 cnfld0 20485 . . . . . 6 0 = (0g‘ℂfld)
56 cndrng 20490 . . . . . 6 fld ∈ DivRing
5754, 55, 56drngui 19428 . . . . 5 (ℂ ∖ {0}) = (Unit‘ℂfld)
58 eqid 2826 . . . . 5 (invr‘ℂfld) = (invr‘ℂfld)
5912, 57, 2, 58subrgunit 19473 . . . 4 (ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld) → (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) ↔ (𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0}) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ((invr‘ℂfld)‘𝐴) ∈ ℤ)))
604, 59ax-mp 5 . . 3 (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) ↔ (𝐴 ∈ (ℂ ∖ {0}) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ((invr‘ℂfld)‘𝐴) ∈ ℤ))
6136, 37, 53, 60syl3anbrc 1337 . 2 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1) → 𝐴 ∈ (Unit‘ℤring))
6223, 61impbii 210 1 (𝐴 ∈ (Unit‘ℤring) ↔ (𝐴 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝐴) = 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wb 207  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3021  cdif 3937  wss 3940  {csn 4564  cfv 6352  (class class class)co 7148  cc 10524  cr 10525  0cc0 10526  1c1 10527   · cmul 10531   / cdiv 11286  2c2 11681  cz 11970  cexp 13419  abscabs 14583  ℤ[i]cgz 16255  s cress 16474  Unitcui 19309  invrcinvr 19341  SubRingcsubrg 19451  fldccnfld 20461  ringzring 20533
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7451  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604  ax-addf 10605  ax-mulf 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6146  df-ord 6192  df-on 6193  df-lim 6194  df-suc 6195  df-iota 6312  df-fun 6354  df-fn 6355  df-f 6356  df-f1 6357  df-fo 6358  df-f1o 6359  df-fv 6360  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7569  df-1st 7680  df-2nd 7681  df-tpos 7883  df-wrecs 7938  df-recs 7999  df-rdg 8037  df-1o 8093  df-oadd 8097  df-er 8279  df-en 8499  df-dom 8500  df-sdom 8501  df-fin 8502  df-sup 8895  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11628  df-2 11689  df-3 11690  df-4 11691  df-5 11692  df-6 11693  df-7 11694  df-8 11695  df-9 11696  df-n0 11887  df-z 11971  df-dec 12088  df-uz 12233  df-rp 12380  df-fz 12883  df-seq 13360  df-exp 13420  df-cj 14448  df-re 14449  df-im 14450  df-sqrt 14584  df-abs 14585  df-gz 16256  df-struct 16475  df-ndx 16476  df-slot 16477  df-base 16479  df-sets 16480  df-ress 16481  df-plusg 16568  df-mulr 16569  df-starv 16570  df-tset 16574  df-ple 16575  df-ds 16577  df-unif 16578  df-0g 16705  df-mgm 17842  df-sgrp 17890  df-mnd 17901  df-grp 18036  df-minusg 18037  df-subg 18206  df-cmn 18828  df-mgp 19160  df-ur 19172  df-ring 19219  df-cring 19220  df-oppr 19293  df-dvdsr 19311  df-unit 19312  df-invr 19342  df-dvr 19353  df-drng 19424  df-subrg 19453  df-cnfld 20462  df-zring 20534
This theorem is referenced by:  zringndrg  20553  prmirredlem  20556  qqhval2lem  31108
  Copyright terms: Public domain W3C validator