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Theorem qqhghm

Description: The QQHom homomorphism is a group homomorphism if the target structure is a division ring. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Nov-2017)

Ref Expression
Hypotheses qqhval2.0 B = Base R
qqhval2.1 × ˙ = / r R
qqhval2.2 L = ℤRHom R
qqhrhm.1 Q = fld 𝑠
Assertion qqhghm R DivRing chr R = 0 ℚHom R Q GrpHom R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qqhval2.0 B = Base R
2 qqhval2.1 × ˙ = / r R
3 qqhval2.2 L = ℤRHom R
4 qqhrhm.1 Q = fld 𝑠
5 4 qrngbas = Base Q
6 qex V
7 cnfldadd + = + fld
8 4 7 ressplusg V + = + Q
9 6 8 ax-mp + = + Q
10 eqid + R = + R
11 4 qdrng Q DivRing
12 drnggrp Q DivRing Q Grp
13 11 12 mp1i R DivRing chr R = 0 Q Grp
14 drnggrp R DivRing R Grp
15 14 adantr R DivRing chr R = 0 R Grp
16 1 2 3 qqhf R DivRing chr R = 0 ℚHom R : B
17 drngring R DivRing R Ring
18 17 ad2antrr R DivRing chr R = 0 x y R Ring
19 17 adantr R DivRing chr R = 0 R Ring
20 3 zrhrhm R Ring L ring RingHom R
21 zringbas = Base ring
22 21 1 rhmf L ring RingHom R L : B
23 19 20 22 3syl R DivRing chr R = 0 L : B
24 23 adantr R DivRing chr R = 0 x y L : B
25 qnumcl x numer x
26 25 ad2antrl R DivRing chr R = 0 x y numer x
27 qdencl y denom y
28 27 ad2antll R DivRing chr R = 0 x y denom y
29 28 nnzd R DivRing chr R = 0 x y denom y
30 26 29 zmulcld R DivRing chr R = 0 x y numer x denom y
31 24 30 ffvelrnd R DivRing chr R = 0 x y L numer x denom y B
32 qnumcl y numer y
33 32 ad2antll R DivRing chr R = 0 x y numer y
34 qdencl x denom x
35 34 ad2antrl R DivRing chr R = 0 x y denom x
36 35 nnzd R DivRing chr R = 0 x y denom x
37 33 36 zmulcld R DivRing chr R = 0 x y numer y denom x
38 24 37 ffvelrnd R DivRing chr R = 0 x y L numer y denom x B
39 18 20 syl R DivRing chr R = 0 x y L ring RingHom R
40 zringmulr × = ring
41 eqid R = R
42 21 40 41 rhmmul L ring RingHom R denom x denom y L denom x denom y = L denom x R L denom y
43 39 36 29 42 syl3anc R DivRing chr R = 0 x y L denom x denom y = L denom x R L denom y
44 simpl R DivRing chr R = 0 x y R DivRing chr R = 0
45 35 nnne0d R DivRing chr R = 0 x y denom x 0
46 eqid 0 R = 0 R
47 1 3 46 elzrhunit R DivRing chr R = 0 denom x denom x 0 L denom x Unit R
48 44 36 45 47 syl12anc R DivRing chr R = 0 x y L denom x Unit R
49 28 nnne0d R DivRing chr R = 0 x y denom y 0
50 1 3 46 elzrhunit R DivRing chr R = 0 denom y denom y 0 L denom y Unit R
51 44 29 49 50 syl12anc R DivRing chr R = 0 x y L denom y Unit R
52 eqid Unit R = Unit R
53 52 41 unitmulcl R Ring L denom x Unit R L denom y Unit R L denom x R L denom y Unit R
54 18 48 51 53 syl3anc R DivRing chr R = 0 x y L denom x R L denom y Unit R
55 43 54 eqeltrd R DivRing chr R = 0 x y L denom x denom y Unit R
56 1 52 10 2 dvrdir R Ring L numer x denom y B L numer y denom x B L denom x denom y Unit R L numer x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y = L numer x denom y × ˙ L denom x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
57 18 31 38 55 56 syl13anc R DivRing chr R = 0 x y L numer x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y = L numer x denom y × ˙ L denom x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
58 qeqnumdivden x x = numer x denom x
59 58 ad2antrl R DivRing chr R = 0 x y x = numer x denom x
60 qeqnumdivden y y = numer y denom y
61 60 ad2antll R DivRing chr R = 0 x y y = numer y denom y
62 59 61 oveq12d R DivRing chr R = 0 x y x + y = numer x denom x + numer y denom y
63 26 zcnd R DivRing chr R = 0 x y numer x
64 36 zcnd R DivRing chr R = 0 x y denom x
65 33 zcnd R DivRing chr R = 0 x y numer y
66 29 zcnd R DivRing chr R = 0 x y denom y
67 63 64 65 66 45 49 divadddivd R DivRing chr R = 0 x y numer x denom x + numer y denom y = numer x denom y + numer y denom x denom x denom y
68 62 67 eqtrd R DivRing chr R = 0 x y x + y = numer x denom y + numer y denom x denom x denom y
69 68 fveq2d R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R x + y = ℚHom R numer x denom y + numer y denom x denom x denom y
70 30 37 zaddcld R DivRing chr R = 0 x y numer x denom y + numer y denom x
71 36 29 zmulcld R DivRing chr R = 0 x y denom x denom y
72 64 66 45 49 mulne0d R DivRing chr R = 0 x y denom x denom y 0
73 1 2 3 qqhvq R DivRing chr R = 0 numer x denom y + numer y denom x denom x denom y denom x denom y 0 ℚHom R numer x denom y + numer y denom x denom x denom y = L numer x denom y + numer y denom x × ˙ L denom x denom y
74 44 70 71 72 73 syl13anc R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R numer x denom y + numer y denom x denom x denom y = L numer x denom y + numer y denom x × ˙ L denom x denom y
75 rhmghm L ring RingHom R L ring GrpHom R
76 39 75 syl R DivRing chr R = 0 x y L ring GrpHom R
77 zringplusg + = + ring
78 21 77 10 ghmlin L ring GrpHom R numer x denom y numer y denom x L numer x denom y + numer y denom x = L numer x denom y + R L numer y denom x
79 78 oveq1d L ring GrpHom R numer x denom y numer y denom x L numer x denom y + numer y denom x × ˙ L denom x denom y = L numer x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
80 76 30 37 79 syl3anc R DivRing chr R = 0 x y L numer x denom y + numer y denom x × ˙ L denom x denom y = L numer x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
81 69 74 80 3eqtrd R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R x + y = L numer x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
82 58 fveq2d x ℚHom R x = ℚHom R numer x denom x
83 82 ad2antrl R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R x = ℚHom R numer x denom x
84 1 2 3 qqhvq R DivRing chr R = 0 numer x denom x denom x 0 ℚHom R numer x denom x = L numer x × ˙ L denom x
85 44 26 36 45 84 syl13anc R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R numer x denom x = L numer x × ˙ L denom x
86 52 21 2 40 rhmdvd L ring RingHom R numer x denom x denom y L denom x Unit R L denom y Unit R L numer x × ˙ L denom x = L numer x denom y × ˙ L denom x denom y
87 39 26 36 29 48 51 86 syl132anc R DivRing chr R = 0 x y L numer x × ˙ L denom x = L numer x denom y × ˙ L denom x denom y
88 83 85 87 3eqtrd R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R x = L numer x denom y × ˙ L denom x denom y
89 60 fveq2d y ℚHom R y = ℚHom R numer y denom y
90 89 ad2antll R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R y = ℚHom R numer y denom y
91 52 21 2 40 rhmdvd L ring RingHom R numer y denom y denom x L denom y Unit R L denom x Unit R L numer y × ˙ L denom y = L numer y denom x × ˙ L denom y denom x
92 39 33 29 36 51 48 91 syl132anc R DivRing chr R = 0 x y L numer y × ˙ L denom y = L numer y denom x × ˙ L denom y denom x
93 1 2 3 qqhvq R DivRing chr R = 0 numer y denom y denom y 0 ℚHom R numer y denom y = L numer y × ˙ L denom y
94 44 33 29 49 93 syl13anc R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R numer y denom y = L numer y × ˙ L denom y
95 64 66 mulcomd R DivRing chr R = 0 x y denom x denom y = denom y denom x
96 95 fveq2d R DivRing chr R = 0 x y L denom x denom y = L denom y denom x
97 96 oveq2d R DivRing chr R = 0 x y L numer y denom x × ˙ L denom x denom y = L numer y denom x × ˙ L denom y denom x
98 92 94 97 3eqtr4d R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R numer y denom y = L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
99 90 98 eqtrd R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R y = L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
100 88 99 oveq12d R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R x + R ℚHom R y = L numer x denom y × ˙ L denom x denom y + R L numer y denom x × ˙ L denom x denom y
101 57 81 100 3eqtr4d R DivRing chr R = 0 x y ℚHom R x + y = ℚHom R x + R ℚHom R y
102 5 1 9 10 13 15 16 101 isghmd R DivRing chr R = 0 ℚHom R Q GrpHom R