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Theorem issubdrg

Description: Characterize the subfields of a division ring. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses issubdrg.s S=R𝑠A
issubdrg.z 0˙=0R
issubdrg.i I=invrR
Assertion issubdrg RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙IxA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 issubdrg.s S=R𝑠A
2 issubdrg.z 0˙=0R
3 issubdrg.i I=invrR
4 simpllr RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙ASubRingR
5 1 subrgring ASubRingRSRing
6 4 5 syl RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙SRing
7 simpr RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙xA0˙
8 eldifsn xA0˙xAx0˙
9 7 8 sylib RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙xAx0˙
10 9 simpld RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙xA
11 1 subrgbas ASubRingRA=BaseS
12 4 11 syl RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙A=BaseS
13 10 12 eleqtrd RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙xBaseS
14 9 simprd RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙x0˙
15 1 2 subrg0 ASubRingR0˙=0S
16 4 15 syl RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙0˙=0S
17 14 16 neeqtrd RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙x0S
18 eqid BaseS=BaseS
19 eqid UnitS=UnitS
20 eqid 0S=0S
21 18 19 20 drngunit SDivRingxUnitSxBaseSx0S
22 21 ad2antlr RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙xUnitSxBaseSx0S
23 13 17 22 mpbir2and RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙xUnitS
24 eqid invrS=invrS
25 19 24 18 ringinvcl SRingxUnitSinvrSxBaseS
26 6 23 25 syl2anc RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙invrSxBaseS
27 1 3 19 24 subrginv ASubRingRxUnitSIx=invrSx
28 4 23 27 syl2anc RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙Ix=invrSx
29 26 28 12 3eltr4d RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙IxA
30 29 ralrimiva RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙IxA
31 5 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxASRing
32 eqid UnitR=UnitR
33 1 32 19 subrguss ASubRingRUnitSUnitR
34 33 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitSUnitR
35 eqid BaseR=BaseR
36 35 32 2 isdrng RDivRingRRingUnitR=BaseR0˙
37 36 simprbi RDivRingUnitR=BaseR0˙
38 37 ad2antrr RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitR=BaseR0˙
39 34 38 sseqtrd RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitSBaseR0˙
40 18 19 unitss UnitSBaseS
41 11 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxAA=BaseS
42 40 41 sseqtrrid RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitSA
43 39 42 ssind RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitSBaseR0˙A
44 35 subrgss ASubRingRABaseR
45 44 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxAABaseR
46 difin2 ABaseRA0˙=BaseR0˙A
47 45 46 syl RDivRingASubRingRxA0˙IxAA0˙=BaseR0˙A
48 43 47 sseqtrrd RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitSA0˙
49 44 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxAABaseR
50 simprl RDivRingASubRingRxA0˙IxAxA0˙
51 50 8 sylib RDivRingASubRingRxA0˙IxAxAx0˙
52 51 simpld RDivRingASubRingRxA0˙IxAxA
53 49 52 sseldd RDivRingASubRingRxA0˙IxAxBaseR
54 51 simprd RDivRingASubRingRxA0˙IxAx0˙
55 35 32 2 drngunit RDivRingxUnitRxBaseRx0˙
56 55 ad2antrr RDivRingASubRingRxA0˙IxAxUnitRxBaseRx0˙
57 53 54 56 mpbir2and RDivRingASubRingRxA0˙IxAxUnitR
58 simprr RDivRingASubRingRxA0˙IxAIxA
59 1 32 19 3 subrgunit ASubRingRxUnitSxUnitRxAIxA
60 59 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxAxUnitSxUnitRxAIxA
61 57 52 58 60 mpbir3and RDivRingASubRingRxA0˙IxAxUnitS
62 61 expr RDivRingASubRingRxA0˙IxAxUnitS
63 62 ralimdva RDivRingASubRingRxA0˙IxAxA0˙xUnitS
64 63 imp RDivRingASubRingRxA0˙IxAxA0˙xUnitS
65 dfss3 A0˙UnitSxA0˙xUnitS
66 64 65 sylibr RDivRingASubRingRxA0˙IxAA0˙UnitS
67 48 66 eqssd RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitS=A0˙
68 15 ad2antlr RDivRingASubRingRxA0˙IxA0˙=0S
69 68 sneqd RDivRingASubRingRxA0˙IxA0˙=0S
70 41 69 difeq12d RDivRingASubRingRxA0˙IxAA0˙=BaseS0S
71 67 70 eqtrd RDivRingASubRingRxA0˙IxAUnitS=BaseS0S
72 18 19 20 isdrng SDivRingSRingUnitS=BaseS0S
73 31 71 72 sylanbrc RDivRingASubRingRxA0˙IxASDivRing
74 30 73 impbida RDivRingASubRingRSDivRingxA0˙IxA