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Theorem rhmval0

Description: The set of ring homomorphisms. (Contributed by Jeff Madsen, 19-Jun-2010) (Revised by Mario Carneiro, 22-Sep-2015) (Revised by AV, 24-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses rhmval0.b ⊢ B = Base R
rhmval0.c ⊢ C = Base S
rhmval0.1 ⊢ 1 ˙ = 1 R
rhmval0.i ⊢ N = 1 S
rhmval0.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
rhmval0.n ⊢ × ˙ = ⋅ S
rhmval0.p ⊢ + ˙ = + R
rhmval0.q ⊢ ⨣ ˙ = + S
Assertion rhmval0 ⊢ R ∈ Ring ∧ S ∈ Ring → R RingHom S = f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rhmval0.b ⊢ B = Base R
2 rhmval0.c ⊢ C = Base S
3 rhmval0.1 ⊢ 1 ˙ = 1 R
4 rhmval0.i ⊢ N = 1 S
5 rhmval0.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
6 rhmval0.n ⊢ × ˙ = ⋅ S
7 rhmval0.p ⊢ + ˙ = + R
8 rhmval0.q ⊢ ⨣ ˙ = + S
9 fveq2 ⊢ r = R → Base r = Base R
10 9 1 eqtr4di ⊢ r = R → Base r = B
11 10 adantr ⊢ r = R ∧ s = S → Base r = B
12 fveq2 ⊢ r = R → 1 r = 1 R
13 12 3 eqtr4di ⊢ r = R → 1 r = 1 ˙
14 13 fveq2d ⊢ r = R → f ⁡ 1 r = f ⁡ 1 ˙
15 fveq2 ⊢ s = S → 1 s = 1 S
16 15 4 eqtr4di ⊢ s = S → 1 s = N
17 14 16 eqeqan12d ⊢ r = R ∧ s = S → f ⁡ 1 r = 1 s ↔ f ⁡ 1 ˙ = N
18 fveq2 ⊢ r = R → + r = + R
19 18 7 eqtr4di ⊢ r = R → + r = + ˙
20 19 oveqd ⊢ r = R → x + r y = x + ˙ y
21 20 fveq2d ⊢ r = R → f ⁡ x + r y = f ⁡ x + ˙ y
22 fveq2 ⊢ s = S → + s = + S
23 22 8 eqtr4di ⊢ s = S → + s = ⨣ ˙
24 23 oveqd ⊢ s = S → f ⁡ x + s f ⁡ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y
25 21 24 eqeqan12d ⊢ r = R ∧ s = S → f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ↔ f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y
26 fveq2 ⊢ r = R → ⋅ r = ⋅ R
27 26 5 eqtr4di ⊢ r = R → ⋅ r = · ˙
28 27 oveqd ⊢ r = R → x ⋅ r y = x · ˙ y
29 28 fveq2d ⊢ r = R → f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x · ˙ y
30 fveq2 ⊢ s = S → ⋅ s = ⋅ S
31 30 6 eqtr4di ⊢ s = S → ⋅ s = × ˙
32 31 oveqd ⊢ s = S → f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
33 29 32 eqeqan12d ⊢ r = R ∧ s = S → f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y ↔ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
34 25 33 anbi12d ⊢ r = R ∧ s = S → f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y ↔ f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
35 34 2ralbidv ⊢ r = R ∧ s = S → ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y ↔ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
36 17 35 anbi12d ⊢ r = R ∧ s = S → f ⁡ 1 r = 1 s ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y ↔ f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
37 36 rabbidv ⊢ r = R ∧ s = S → f ∈ w v | f ⁡ 1 r = 1 s ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y = f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
38 37 csbeq2dv ⊢ r = R ∧ s = S → ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 r = 1 s ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y = ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
39 11 38 csbeq12dv ⊢ r = R ∧ s = S → ⦋ Base r / v⦌ ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 r = 1 s ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y = ⦋ B / v⦌ ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
40 fveq2 ⊢ s = S → Base s = Base S
41 40 2 eqtr4di ⊢ s = S → Base s = C
42 41 adantl ⊢ r = R ∧ s = S → Base s = C
43 42 csbeq1d ⊢ r = R ∧ s = S → ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y = ⦋ C / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
44 43 csbeq2dv ⊢ r = R ∧ s = S → ⦋ B / v⦌ ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y = ⦋ B / v⦌ ⦋ C / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
45 1 fvexi ⊢ B ∈ V
46 2 fvexi ⊢ C ∈ V
47 oveq12 ⊢ w = C ∧ v = B → w v = C B
48 47 ancoms ⊢ v = B ∧ w = C → w v = C B
49 raleq ⊢ v = B → ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
50 raleq ⊢ v = B → ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ↔ ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
51 50 ralbidv ⊢ v = B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
52 49 51 bitrd ⊢ v = B → ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
53 52 adantr ⊢ v = B ∧ w = C → ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
54 53 anbi2d ⊢ v = B ∧ w = C → f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ↔ f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
55 48 54 rabeqbidv ⊢ v = B ∧ w = C → f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y = f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
56 45 46 55 csbie2 ⊢ ⦋ B / v⦌ ⦋ C / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y = f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
57 56 a1i ⊢ r = R ∧ s = S → ⦋ B / v⦌ ⦋ C / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y = f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
58 39 44 57 3eqtrd ⊢ r = R ∧ s = S → ⦋ Base r / v⦌ ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 r = 1 s ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y = f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y
59 df-rhm ⊢ RingHom = r ∈ Ring , s ∈ Ring ⟼ ⦋ Base r / v⦌ ⦋ Base s / w⦌ f ∈ w v | f ⁡ 1 r = 1 s ∧ ∀ x ∈ v ∀ y ∈ v f ⁡ x + r y = f ⁡ x + s f ⁡ y ∧ f ⁡ x ⋅ r y = f ⁡ x ⋅ s f ⁡ y
60 ovex ⊢ C B ∈ V
61 60 rabex ⊢ f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y ∈ V
62 58 59 61 ovmpoa ⊢ R ∈ Ring ∧ S ∈ Ring → R RingHom S = f ∈ C B | f ⁡ 1 ˙ = N ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B f ⁡ x + ˙ y = f ⁡ x ⨣ ˙ f ⁡ y ∧ f ⁡ x · ˙ y = f ⁡ x × ˙ f ⁡ y