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Theorem rlocisunit

Description: Characterize the units of the localization L of a ring R at S as the elements with a "numerator" P in the saturation T of S . (Contributed by Thierry Arnoux, 6-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses rlocisunit.b ⊢ B = Base R
rlocisunit.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
rlocisunit.l ⊢ L = R RLocal S
rlocisunit.w ⊢ W = Unit ⁡ L
rlocisunit.r ⊢ φ → R ∈ CRing
rlocisunit.s ⊢ φ → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
rlocisunit.e ⊢ ∼ ˙ = R ~RL S
rlocisunit.p ⊢ φ → P ∈ B
rlocisunit.q ⊢ φ → Q ∈ S
rlocisunit.t ⊢ T = r ∈ B | ∃ s ∈ B r · ˙ s ∈ S
Assertion rlocisunit ⊢ φ → P Q ∼ ˙ ∈ W ↔ P ∈ T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rlocisunit.b ⊢ B = Base R
2 rlocisunit.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
3 rlocisunit.l ⊢ L = R RLocal S
4 rlocisunit.w ⊢ W = Unit ⁡ L
5 rlocisunit.r ⊢ φ → R ∈ CRing
6 rlocisunit.s ⊢ φ → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
7 rlocisunit.e ⊢ ∼ ˙ = R ~RL S
8 rlocisunit.p ⊢ φ → P ∈ B
9 rlocisunit.q ⊢ φ → Q ∈ S
10 rlocisunit.t ⊢ T = r ∈ B | ∃ s ∈ B r · ˙ s ∈ S
11 10 eleq2i ⊢ P ∈ T ↔ P ∈ r ∈ B | ∃ s ∈ B r · ˙ s ∈ S
12 oveq1 ⊢ r = P → r · ˙ s = P · ˙ s
13 12 eleq1d ⊢ r = P → r · ˙ s ∈ S ↔ P · ˙ s ∈ S
14 13 rexbidv ⊢ r = P → ∃ s ∈ B r · ˙ s ∈ S ↔ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
15 14 elrab ⊢ P ∈ r ∈ B | ∃ s ∈ B r · ˙ s ∈ S ↔ P ∈ B ∧ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
16 11 15 bitri ⊢ P ∈ T ↔ P ∈ B ∧ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
17 8 biantrurd ⊢ φ → ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S ↔ P ∈ B ∧ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
18 16 17 bitr4id ⊢ φ → P ∈ T ↔ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
19 eqid ⊢ Base L = Base L
20 eqid ⊢ ⋅ L = ⋅ L
21 eqid ⊢ 1 L = 1 L
22 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
23 eqid ⊢ 1 R = 1 R
24 22 23 ringidval ⊢ 1 R = 0 mulGrp R
25 24 subm0cl ⊢ S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R → 1 R ∈ S
26 6 25 syl ⊢ φ → 1 R ∈ S
27 8 26 opelxpd ⊢ φ → P 1 R ∈ B × S
28 7 ovexi ⊢ ∼ ˙ ∈ V
29 28 ecelqsi ⊢ P 1 R ∈ B × S → P 1 R ∼ ˙ ∈ B × S / ∼ ˙
30 27 29 syl ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ∈ B × S / ∼ ˙
31 eqid ⊢ 0 R = 0 R
32 eqid ⊢ - R = - R
33 eqid ⊢ B × S = B × S
34 22 1 mgpbas ⊢ B = Base mulGrp R
35 34 submss ⊢ S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R → S ⊆ B
36 6 35 syl ⊢ φ → S ⊆ B
37 1 31 2 32 33 3 7 5 36 rlocbas ⊢ φ → B × S / ∼ ˙ = Base L
38 30 37 eleqtrd ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ∈ Base L
39 eqid ⊢ + R = + R
40 1 2 39 3 7 5 6 rloccring ⊢ φ → L ∈ CRing
41 19 4 20 21 38 40 isunitc ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ∈ W ↔ ∃ x ∈ Base L P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L
42 5 crngringd ⊢ φ → R ∈ Ring
43 42 ad7antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → R ∈ Ring
44 36 ad7antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → S ⊆ B
45 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t ∈ S
46 44 45 sseldd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t ∈ B
47 simpllr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → r ∈ B
48 47 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → r ∈ B
49 1 2 43 46 48 ringcld ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t · ˙ r ∈ B
50 oveq2 ⊢ u = t · ˙ r → P · ˙ u = P · ˙ t · ˙ r
51 50 eleq1d ⊢ u = t · ˙ r → P · ˙ u ∈ S ↔ P · ˙ t · ˙ r ∈ S
52 51 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s ∧ u = t · ˙ r → P · ˙ u ∈ S ↔ P · ˙ t · ˙ r ∈ S
53 5 ad7antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → R ∈ CRing
54 8 ad7antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P ∈ B
55 1 2 53 54 46 48 crng12d ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P · ˙ t · ˙ r = t · ˙ P · ˙ r
56 1 2 43 54 48 ringcld ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P · ˙ r ∈ B
57 1 2 23 43 56 ringridmd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P · ˙ r · ˙ 1 R = P · ˙ r
58 57 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ P · ˙ r
59 55 58 eqtr4d ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P · ˙ t · ˙ r = t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R
60 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s
61 36 26 sseldd ⊢ φ → 1 R ∈ B
62 61 ad7antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → 1 R ∈ B
63 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → s ∈ S
64 63 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → s ∈ S
65 44 64 sseldd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → s ∈ B
66 1 2 43 62 65 ringcld ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → 1 R · ˙ s ∈ B
67 1 2 23 43 66 ringlidmd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → 1 R · ˙ 1 R · ˙ s = 1 R · ˙ s
68 1 2 23 43 65 ringlidmd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → 1 R · ˙ s = s
69 67 68 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → 1 R · ˙ 1 R · ˙ s = s
70 69 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s = t · ˙ s
71 59 60 70 3eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P · ˙ t · ˙ r = t · ˙ s
72 22 2 mgpplusg ⊢ · ˙ = + mulGrp R
73 6 ad7antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
74 72 73 45 64 submcld ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → t · ˙ s ∈ S
75 71 74 eqeltrd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → P · ˙ t · ˙ r ∈ S
76 49 52 75 rspcedvd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ ∧ t ∈ S ∧ t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s → ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S
77 simp-5l ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → φ
78 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → x = r s ∼ ˙
79 78 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = P 1 R ∼ ˙ ⋅ L r s ∼ ˙
80 simp-4r ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L
81 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → R ∈ CRing
82 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
83 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → P ∈ B
84 simplr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → r ∈ B
85 82 25 syl ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → 1 R ∈ S
86 simpr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → s ∈ S
87 1 2 39 3 7 81 82 83 84 85 86 20 rlocmulval ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L r s ∼ ˙ = P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙
88 77 47 63 87 syl21anc ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L r s ∼ ˙ = P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙
89 79 80 88 3eqtr3rd ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 L
90 eqid ⊢ 1 R 1 R ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙
91 31 23 3 7 5 6 90 rloc1r ⊢ φ → 1 R 1 R ∼ ˙ = 1 L
92 91 ad5antr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → 1 R 1 R ∼ ˙ = 1 L
93 89 92 eqtr4d ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙
94 81 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → R ∈ CRing
95 82 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
96 42 ad2antrr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → R ∈ Ring
97 1 2 96 83 84 ringcld ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → P · ˙ r ∈ B
98 97 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → P · ˙ r ∈ B
99 72 82 85 86 submcld ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S → 1 R · ˙ s ∈ S
100 99 adantr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → 1 R · ˙ s ∈ S
101 61 ad3antrrr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → 1 R ∈ B
102 95 25 syl ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → 1 R ∈ S
103 simpr ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙
104 1 7 2 94 95 98 100 101 102 103 erld2 ⊢ φ ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ P · ˙ r 1 R · ˙ s ∼ ˙ = 1 R 1 R ∼ ˙ → ∃ t ∈ S t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s
105 77 47 63 93 104 syl1111anc ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → ∃ t ∈ S t · ˙ P · ˙ r · ˙ 1 R = t · ˙ 1 R · ˙ 1 R · ˙ s
106 76 105 r19.29a ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ s ∈ S ∧ x = r s ∼ ˙ → ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S
107 106 r19.29an ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ∧ r ∈ B ∧ ∃ s ∈ S x = r s ∼ ˙ → ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S
108 37 eleq2d ⊢ φ → x ∈ B × S / ∼ ˙ ↔ x ∈ Base L
109 108 biimpar ⊢ φ ∧ x ∈ Base L → x ∈ B × S / ∼ ˙
110 109 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L → x ∈ B × S / ∼ ˙
111 110 elrlocbasi ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L → ∃ r ∈ B ∃ s ∈ S x = r s ∼ ˙
112 107 111 r19.29a ⊢ φ ∧ x ∈ Base L ∧ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L → ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S
113 112 r19.29an ⊢ φ ∧ ∃ x ∈ Base L P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L → ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S
114 simplr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → u ∈ B
115 simpr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P · ˙ u ∈ S
116 114 115 opelxpd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → u P · ˙ u ∈ B × S
117 28 ecelqsi ⊢ u P · ˙ u ∈ B × S → u P · ˙ u ∼ ˙ ∈ B × S / ∼ ˙
118 116 117 syl ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → u P · ˙ u ∼ ˙ ∈ B × S / ∼ ˙
119 37 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → B × S / ∼ ˙ = Base L
120 118 119 eleqtrd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → u P · ˙ u ∼ ˙ ∈ Base L
121 oveq2 ⊢ x = u P · ˙ u ∼ ˙ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = P 1 R ∼ ˙ ⋅ L u P · ˙ u ∼ ˙
122 121 eqeq1d ⊢ x = u P · ˙ u ∼ ˙ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ↔ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L u P · ˙ u ∼ ˙ = 1 L
123 122 adantl ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S ∧ x = u P · ˙ u ∼ ˙ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ↔ P 1 R ∼ ˙ ⋅ L u P · ˙ u ∼ ˙ = 1 L
124 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → R ∈ CRing
125 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
126 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P ∈ B
127 125 25 syl ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R ∈ S
128 1 2 39 3 7 124 125 126 114 127 115 20 rlocmulval ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L u P · ˙ u ∼ ˙ = P · ˙ u 1 R · ˙ P · ˙ u ∼ ˙
129 1 31 23 2 32 33 7 5 6 erler ⊢ φ → ∼ ˙ Er B × S
130 129 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → ∼ ˙ Er B × S
131 eqidd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R 1 R = 1 R 1 R
132 eqidd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P · ˙ u = P · ˙ u
133 42 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → R ∈ Ring
134 1 2 133 126 114 ringcld ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P · ˙ u ∈ B
135 1 2 23 133 134 ringlidmd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R · ˙ P · ˙ u = P · ˙ u
136 132 135 opeq12d ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P · ˙ u 1 R · ˙ P · ˙ u = P · ˙ u P · ˙ u
137 61 ad2antrr ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R ∈ B
138 1 2 23 133 134 ringridmd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P · ˙ u · ˙ 1 R = P · ˙ u
139 138 eqcomd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P · ˙ u = P · ˙ u · ˙ 1 R
140 1 7 124 125 2 131 136 137 134 127 115 115 139 139 erlbr2d ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R 1 R ∼ ˙ P · ˙ u 1 R · ˙ P · ˙ u
141 130 140 erthi ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R 1 R ∼ ˙ = P · ˙ u 1 R · ˙ P · ˙ u ∼ ˙
142 31 23 3 7 124 125 90 rloc1r ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → 1 R 1 R ∼ ˙ = 1 L
143 128 141 142 3eqtr2d ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L u P · ˙ u ∼ ˙ = 1 L
144 120 123 143 rspcedvd ⊢ φ ∧ u ∈ B ∧ P · ˙ u ∈ S → ∃ x ∈ Base L P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L
145 144 r19.29an ⊢ φ ∧ ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S → ∃ x ∈ Base L P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L
146 113 145 impbida ⊢ φ → ∃ x ∈ Base L P 1 R ∼ ˙ ⋅ L x = 1 L ↔ ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S
147 oveq2 ⊢ u = s → P · ˙ u = P · ˙ s
148 147 eleq1d ⊢ u = s → P · ˙ u ∈ S ↔ P · ˙ s ∈ S
149 148 cbvrexvw ⊢ ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S ↔ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
150 149 a1i ⊢ φ → ∃ u ∈ B P · ˙ u ∈ S ↔ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
151 41 146 150 3bitrd ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ∈ W ↔ ∃ s ∈ B P · ˙ s ∈ S
152 5 adantr ⊢ φ ∧ Q ∈ S → R ∈ CRing
153 6 adantr ⊢ φ ∧ Q ∈ S → S ∈ SubMnd ⁡ mulGrp R
154 simpr ⊢ φ ∧ Q ∈ S → Q ∈ S
155 1 23 7 3 4 152 153 154 rlocinvunit ⊢ φ ∧ Q ∈ S → 1 R Q ∼ ˙ ∈ W
156 9 155 mpdan ⊢ φ → 1 R Q ∼ ˙ ∈ W
157 156 biantrud ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ∈ W ↔ P 1 R ∼ ˙ ∈ W ∧ 1 R Q ∼ ˙ ∈ W
158 1 2 39 3 7 5 6 8 61 26 9 20 rlocmulval ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L 1 R Q ∼ ˙ = P · ˙ 1 R 1 R · ˙ Q ∼ ˙
159 1 2 23 42 8 ringridmd ⊢ φ → P · ˙ 1 R = P
160 36 9 sseldd ⊢ φ → Q ∈ B
161 1 2 23 42 160 ringlidmd ⊢ φ → 1 R · ˙ Q = Q
162 159 161 opeq12d ⊢ φ → P · ˙ 1 R 1 R · ˙ Q = P Q
163 162 eceq1d ⊢ φ → P · ˙ 1 R 1 R · ˙ Q ∼ ˙ = P Q ∼ ˙
164 158 163 eqtrd ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L 1 R Q ∼ ˙ = P Q ∼ ˙
165 164 eleq1d ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L 1 R Q ∼ ˙ ∈ W ↔ P Q ∼ ˙ ∈ W
166 61 9 opelxpd ⊢ φ → 1 R Q ∈ B × S
167 28 ecelqsi ⊢ 1 R Q ∈ B × S → 1 R Q ∼ ˙ ∈ B × S / ∼ ˙
168 166 167 syl ⊢ φ → 1 R Q ∼ ˙ ∈ B × S / ∼ ˙
169 168 37 eleqtrd ⊢ φ → 1 R Q ∼ ˙ ∈ Base L
170 4 20 19 unitmulclb ⊢ L ∈ CRing ∧ P 1 R ∼ ˙ ∈ Base L ∧ 1 R Q ∼ ˙ ∈ Base L → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L 1 R Q ∼ ˙ ∈ W ↔ P 1 R ∼ ˙ ∈ W ∧ 1 R Q ∼ ˙ ∈ W
171 40 38 169 170 syl3anc ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ⋅ L 1 R Q ∼ ˙ ∈ W ↔ P 1 R ∼ ˙ ∈ W ∧ 1 R Q ∼ ˙ ∈ W
172 165 171 bitr3d ⊢ φ → P Q ∼ ˙ ∈ W ↔ P 1 R ∼ ˙ ∈ W ∧ 1 R Q ∼ ˙ ∈ W
173 157 172 bitr4d ⊢ φ → P 1 R ∼ ˙ ∈ W ↔ P Q ∼ ˙ ∈ W
174 18 151 173 3bitr2rd ⊢ φ → P Q ∼ ˙ ∈ W ↔ P ∈ T