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Theorem rsprprmprmidlb

Description: An ideal generated by a single element is a prime iff that element is prime. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-May-2025)

Ref Expression
Hypotheses rsprprmprmidlb.0 0 ˙ = 0 R
rsprprmprmidlb.b B = Base R
rsprprmprmidlb.p P = RPrime R
rsprprmprmidlb.k K = RSpan R
rsprprmprmidlb.r φ R CRing
rsprprmprmidlb.x φ X B
rsprprmprmidlb.1 φ X 0 ˙
Assertion rsprprmprmidlb φ X P K X PrmIdeal R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rsprprmprmidlb.0 0 ˙ = 0 R
2 rsprprmprmidlb.b B = Base R
3 rsprprmprmidlb.p P = RPrime R
4 rsprprmprmidlb.k K = RSpan R
5 rsprprmprmidlb.r φ R CRing
6 rsprprmprmidlb.x φ X B
7 rsprprmprmidlb.1 φ X 0 ˙
8 5 adantr φ X P R CRing
9 3 a1i φ P = RPrime R
10 9 eleq2d φ X P X RPrime R
11 10 biimpa φ X P X RPrime R
12 4 8 11 rsprprmprmidl φ X P K X PrmIdeal R
13 5 adantr φ K X PrmIdeal R R CRing
14 6 adantr φ K X PrmIdeal R X B
15 eqid Unit R = Unit R
16 eqid K X = K X
17 15 4 16 2 14 13 unitpidl1 φ K X PrmIdeal R K X = B X Unit R
18 17 biimpar φ K X PrmIdeal R X Unit R K X = B
19 13 crngringd φ K X PrmIdeal R R Ring
20 eqid R = R
21 2 20 prmidlnr R Ring K X PrmIdeal R K X B
22 19 21 sylancom φ K X PrmIdeal R K X B
23 22 adantr φ K X PrmIdeal R X Unit R K X B
24 23 neneqd φ K X PrmIdeal R X Unit R ¬ K X = B
25 18 24 pm2.65da φ K X PrmIdeal R ¬ X Unit R
26 nelsn X 0 ˙ ¬ X 0 ˙
27 7 26 syl φ ¬ X 0 ˙
28 27 adantr φ K X PrmIdeal R ¬ X 0 ˙
29 eqid Unit R 0 ˙ = Unit R 0 ˙
30 nelun Unit R 0 ˙ = Unit R 0 ˙ ¬ X Unit R 0 ˙ ¬ X Unit R ¬ X 0 ˙
31 29 30 ax-mp ¬ X Unit R 0 ˙ ¬ X Unit R ¬ X 0 ˙
32 25 28 31 sylanbrc φ K X PrmIdeal R ¬ X Unit R 0 ˙
33 14 32 eldifd φ K X PrmIdeal R X B Unit R 0 ˙
34 eqid r R = r R
35 19 ad3antrrr φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y R Ring
36 6 ad4antr φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y X B
37 2 4 34 35 36 ellpi φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y x K X X r R x
38 37 biimpa φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y x K X X r R x
39 2 4 34 35 36 ellpi φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y y K X X r R y
40 39 biimpa φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y y K X X r R y
41 5 ad4antr φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y R CRing
42 simp-4r φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y K X PrmIdeal R
43 simpllr φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y x B
44 simplr φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y y B
45 19 ad2antrr φ K X PrmIdeal R x B y B R Ring
46 6 ad3antrrr φ K X PrmIdeal R x B y B X B
47 2 4 34 45 46 ellpi φ K X PrmIdeal R x B y B x R y K X X r R x R y
48 47 biimpar φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y x R y K X
49 2 20 prmidlc R CRing K X PrmIdeal R x B y B x R y K X x K X y K X
50 41 42 43 44 48 49 syl23anc φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y x K X y K X
51 38 40 50 orim12da φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y X r R x X r R y
52 51 ex φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y X r R x X r R y
53 52 anasss φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y X r R x X r R y
54 53 ralrimivva φ K X PrmIdeal R x B y B X r R x R y X r R x X r R y
55 2 15 1 34 20 isrprm R CRing X RPrime R X B Unit R 0 ˙ x B y B X r R x R y X r R x X r R y
56 55 biimpar R CRing X B Unit R 0 ˙ x B y B X r R x R y X r R x X r R y X RPrime R
57 13 33 54 56 syl12anc φ K X PrmIdeal R X RPrime R
58 57 3 eleqtrrdi φ K X PrmIdeal R X P
59 12 58 impbida φ X P K X PrmIdeal R