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Theorem isringd

Description: Properties that determine a ring. (Contributed by Jeff Madsen, 19-Jun-2010) (Revised by NM, 2-Aug-2013)

Ref Expression
Hypotheses isringd.b ⊢ φ → B = Base R
isringd.p ⊢ φ → + ˙ = + R
isringd.t ⊢ φ → · ˙ = ⋅ R
isringd.g ⊢ φ → R ∈ Grp
isringd.c ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x · ˙ y ∈ B
isringd.a ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y · ˙ z = x · ˙ y · ˙ z
isringd.d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
isringd.e ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
isringd.u ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B
isringd.i ⊢ φ ∧ x ∈ B → 1 ˙ · ˙ x = x
isringd.h ⊢ φ ∧ x ∈ B → x · ˙ 1 ˙ = x
Assertion isringd ⊢ φ → R ∈ Ring

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isringd.b ⊢ φ → B = Base R
2 isringd.p ⊢ φ → + ˙ = + R
3 isringd.t ⊢ φ → · ˙ = ⋅ R
4 isringd.g ⊢ φ → R ∈ Grp
5 isringd.c ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x · ˙ y ∈ B
6 isringd.a ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y · ˙ z = x · ˙ y · ˙ z
7 isringd.d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
8 isringd.e ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
9 isringd.u ⊢ φ → 1 ˙ ∈ B
10 isringd.i ⊢ φ ∧ x ∈ B → 1 ˙ · ˙ x = x
11 isringd.h ⊢ φ ∧ x ∈ B → x · ˙ 1 ˙ = x
12 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
13 eqid ⊢ Base R = Base R
14 12 13 mgpbas ⊢ Base R = Base mulGrp R
15 1 14 eqtrdi ⊢ φ → B = Base mulGrp R
16 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
17 12 16 mgpplusg ⊢ ⋅ R = + mulGrp R
18 3 17 eqtrdi ⊢ φ → · ˙ = + mulGrp R
19 15 18 5 6 9 10 11 ismndd ⊢ φ → mulGrp R ∈ Mnd
20 1 eleq2d ⊢ φ → x ∈ B ↔ x ∈ Base R
21 1 eleq2d ⊢ φ → y ∈ B ↔ y ∈ Base R
22 1 eleq2d ⊢ φ → z ∈ B ↔ z ∈ Base R
23 20 21 22 3anbi123d ⊢ φ → x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ↔ x ∈ Base R ∧ y ∈ Base R ∧ z ∈ Base R
24 23 biimpar ⊢ φ ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ Base R ∧ z ∈ Base R → x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B
25 3 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → · ˙ = ⋅ R
26 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x = x
27 2 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + ˙ z = y + R z
28 25 26 27 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ z = x ⋅ R y + R z
29 2 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → + ˙ = + R
30 3 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y = x ⋅ R y
31 3 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ z = x ⋅ R z
32 29 30 31 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ x · ˙ z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z
33 7 28 32 3eqtr3d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z
34 2 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y = x + R y
35 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z = z
36 25 34 35 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y · ˙ z = x + R y ⋅ R z
37 3 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y · ˙ z = y ⋅ R z
38 29 31 37 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ z + ˙ y · ˙ z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
39 8 36 38 3eqtr3d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
40 33 39 jca ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
41 24 40 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ Base R ∧ z ∈ Base R → x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
42 41 ralrimivvva ⊢ φ → ∀ x ∈ Base R ∀ y ∈ Base R ∀ z ∈ Base R x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
43 eqid ⊢ + R = + R
44 13 12 43 16 isring ⊢ R ∈ Ring ↔ R ∈ Grp ∧ mulGrp R ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ Base R ∀ y ∈ Base R ∀ z ∈ Base R x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
45 4 19 42 44 syl3anbrc ⊢ φ → R ∈ Ring