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Theorem subdrgint

Description: The intersection of a nonempty collection of sub division rings is a sub division ring. (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Aug-2023)

Ref Expression
Hypotheses subdrgint.1 L=R𝑠S
subdrgint.2 φRDivRing
subdrgint.3 φSSubRingR
subdrgint.4 φS
subdrgint.5 φsSR𝑠sDivRing
Assertion subdrgint φLDivRing

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 subdrgint.1 L=R𝑠S
2 subdrgint.2 φRDivRing
3 subdrgint.3 φSSubRingR
4 subdrgint.4 φS
5 subdrgint.5 φsSR𝑠sDivRing
6 subrgint SSubRingRSSSubRingR
7 3 4 6 syl2anc φSSubRingR
8 1 subrgring SSubRingRLRing
9 7 8 syl φLRing
10 1 fveq2i mulGrpL=mulGrpR𝑠S
11 10 oveq1i mulGrpL𝑠BaseL0L=mulGrpR𝑠S𝑠BaseL0L
12 eqid R𝑠S=R𝑠S
13 eqid mulGrpR=mulGrpR
14 12 13 mgpress RDivRingSSubRingRmulGrpR𝑠S=mulGrpR𝑠S
15 2 7 14 syl2anc φmulGrpR𝑠S=mulGrpR𝑠S
16 15 oveq1d φmulGrpR𝑠S𝑠BaseL0L=mulGrpR𝑠S𝑠BaseL0L
17 difssd φBaseL0LBaseL
18 eqid BaseR=BaseR
19 18 subrgss SSubRingRSBaseR
20 1 18 ressbas2 SBaseRS=BaseL
21 7 19 20 3syl φS=BaseL
22 17 21 sseqtrrd φBaseL0LS
23 ressabs SSubRingRBaseL0LSmulGrpR𝑠S𝑠BaseL0L=mulGrpR𝑠BaseL0L
24 7 22 23 syl2anc φmulGrpR𝑠S𝑠BaseL0L=mulGrpR𝑠BaseL0L
25 16 24 eqtr3d φmulGrpR𝑠S𝑠BaseL0L=mulGrpR𝑠BaseL0L
26 intiin S=sSs
27 21 26 eqtr3di φBaseL=sSs
28 27 difeq1d φBaseL0L=sSs0L
29 28 oveq2d φmulGrpR𝑠BaseL0L=mulGrpR𝑠sSs0L
30 vex sV
31 30 difexi s0LV
32 31 dfiin3 sSs0L=ransSs0L
33 iindif1 SsSs0L=sSs0L
34 4 33 syl φsSs0L=sSs0L
35 32 34 eqtr3id φransSs0L=sSs0L
36 35 oveq2d φmulGrpR𝑠ransSs0L=mulGrpR𝑠sSs0L
37 difss BaseR0RBaseR
38 eqid mulGrpR𝑠BaseR0R=mulGrpR𝑠BaseR0R
39 13 18 mgpbas BaseR=BasemulGrpR
40 38 39 ressbas2 BaseR0RBaseRBaseR0R=BasemulGrpR𝑠BaseR0R
41 37 40 ax-mp BaseR0R=BasemulGrpR𝑠BaseR0R
42 41 fvexi BaseR0RV
43 iinssiun SsSs0LsSs0L
44 4 43 syl φsSs0LsSs0L
45 subrgsubg sSubRingRsSubGrpR
46 45 ssriv SubRingRSubGrpR
47 3 46 sstrdi φSSubGrpR
48 subgint SSubGrpRSSSubGrpR
49 47 4 48 syl2anc φSSubGrpR
50 eqid 0R=0R
51 1 50 subg0 SSubGrpR0R=0L
52 49 51 syl φ0R=0L
53 52 adantr φsS0R=0L
54 53 sneqd φsS0R=0L
55 54 difeq2d φsSs0R=s0L
56 3 sselda φsSsSubRingR
57 18 subrgss sSubRingRsBaseR
58 56 57 syl φsSsBaseR
59 58 ssdifd φsSs0RBaseR0R
60 55 59 eqsstrrd φsSs0LBaseR0R
61 60 iunssd φsSs0LBaseR0R
62 44 61 sstrd φsSs0LBaseR0R
63 32 62 eqsstrrid φransSs0LBaseR0R
64 ressabs BaseR0RVransSs0LBaseR0RmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠ransSs0L=mulGrpR𝑠ransSs0L
65 42 63 64 sylancr φmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠ransSs0L=mulGrpR𝑠ransSs0L
66 18 50 38 drngmgp RDivRingmulGrpR𝑠BaseR0RGrp
67 2 66 syl φmulGrpR𝑠BaseR0RGrp
68 67 adantr φsSmulGrpR𝑠BaseR0RGrp
69 60 41 sseqtrdi φsSs0LBasemulGrpR𝑠BaseR0R
70 ressabs BaseR0RVs0LBaseR0RmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠s0L=mulGrpR𝑠s0L
71 42 60 70 sylancr φsSmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠s0L=mulGrpR𝑠s0L
72 eqid R𝑠s=R𝑠s
73 72 13 mgpress RDivRingsSmulGrpR𝑠s=mulGrpR𝑠s
74 2 73 sylan φsSmulGrpR𝑠s=mulGrpR𝑠s
75 55 eqcomd φsSs0L=s0R
76 74 75 oveq12d φsSmulGrpR𝑠s𝑠s0L=mulGrpR𝑠s𝑠s0R
77 simpr φsSsS
78 difssd φsSs0Ls
79 ressabs sSs0LsmulGrpR𝑠s𝑠s0L=mulGrpR𝑠s0L
80 77 78 79 syl2anc φsSmulGrpR𝑠s𝑠s0L=mulGrpR𝑠s0L
81 76 80 eqtr3d φsSmulGrpR𝑠s𝑠s0R=mulGrpR𝑠s0L
82 72 18 ressbas2 sBaseRs=BaseR𝑠s
83 56 57 82 3syl φsSs=BaseR𝑠s
84 72 50 subrg0 sSubRingR0R=0R𝑠s
85 56 84 syl φsS0R=0R𝑠s
86 85 sneqd φsS0R=0R𝑠s
87 83 86 difeq12d φsSs0R=BaseR𝑠s0R𝑠s
88 87 oveq2d φsSmulGrpR𝑠s𝑠s0R=mulGrpR𝑠s𝑠BaseR𝑠s0R𝑠s
89 eqid BaseR𝑠s=BaseR𝑠s
90 eqid 0R𝑠s=0R𝑠s
91 eqid mulGrpR𝑠s𝑠BaseR𝑠s0R𝑠s=mulGrpR𝑠s𝑠BaseR𝑠s0R𝑠s
92 89 90 91 drngmgp R𝑠sDivRingmulGrpR𝑠s𝑠BaseR𝑠s0R𝑠sGrp
93 5 92 syl φsSmulGrpR𝑠s𝑠BaseR𝑠s0R𝑠sGrp
94 88 93 eqeltrd φsSmulGrpR𝑠s𝑠s0RGrp
95 81 94 eqeltrrd φsSmulGrpR𝑠s0LGrp
96 71 95 eqeltrd φsSmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠s0LGrp
97 eqid BasemulGrpR𝑠BaseR0R=BasemulGrpR𝑠BaseR0R
98 97 issubg s0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0RmulGrpR𝑠BaseR0RGrps0LBasemulGrpR𝑠BaseR0RmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠s0LGrp
99 68 69 96 98 syl3anbrc φsSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0R
100 99 ralrimiva φsSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0R
101 eqid sSs0L=sSs0L
102 101 rnmptss sSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0RransSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0R
103 100 102 syl φransSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0R
104 dmmptg sSs0LVdomsSs0L=S
105 difexg sSs0LV
106 104 105 mprg domsSs0L=S
107 106 a1i φdomsSs0L=S
108 107 4 eqnetrd φdomsSs0L
109 dm0rn0 domsSs0L=ransSs0L=
110 109 necon3bii domsSs0LransSs0L
111 108 110 sylib φransSs0L
112 subgint ransSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0RransSs0LransSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0R
113 103 111 112 syl2anc φransSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0R
114 eqid mulGrpR𝑠BaseR0R𝑠ransSs0L=mulGrpR𝑠BaseR0R𝑠ransSs0L
115 114 subggrp ransSs0LSubGrpmulGrpR𝑠BaseR0RmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠ransSs0LGrp
116 113 115 syl φmulGrpR𝑠BaseR0R𝑠ransSs0LGrp
117 65 116 eqeltrrd φmulGrpR𝑠ransSs0LGrp
118 36 117 eqeltrrd φmulGrpR𝑠sSs0LGrp
119 29 118 eqeltrd φmulGrpR𝑠BaseL0LGrp
120 25 119 eqeltrd φmulGrpR𝑠S𝑠BaseL0LGrp
121 11 120 eqeltrid φmulGrpL𝑠BaseL0LGrp
122 eqid BaseL=BaseL
123 eqid 0L=0L
124 eqid mulGrpL𝑠BaseL0L=mulGrpL𝑠BaseL0L
125 122 123 124 isdrng2 LDivRingLRingmulGrpL𝑠BaseL0LGrp
126 9 121 125 sylanbrc φLDivRing