Metamath Proof Explorer


Theorem unichnlidl

Description: The union of a nonempty chain of ideals is an ideal. (Contributed by Jeff Madsen, 5-Jan-2011) (Revised by AV, 28-Jun-2026)

Ref Expression
Assertion unichnlidl R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i C LIdeal R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfss3 C LIdeal R i C i LIdeal R
2 eqid Base R = Base R
3 eqid LIdeal R = LIdeal R
4 2 3 lidlss i LIdeal R i Base R
5 4 a1i R Ring i LIdeal R i Base R
6 5 ralimdv R Ring i C i LIdeal R i C i Base R
7 6 imp R Ring i C i LIdeal R i C i Base R
8 1 7 sylan2b R Ring C LIdeal R i C i Base R
9 unissb C Base R i C i Base R
10 8 9 sylibr R Ring C LIdeal R C Base R
11 10 3ad2antr2 R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i C Base R
12 lidlunin0 R Ring C C LIdeal R C
13 12 3adant3r3 R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i C
14 eluni2 x C k C x k
15 eluni2 y C l C y l
16 simpl k C x k k C
17 simpl l C y l l C
18 16 17 anim12i k C x k l C y l k C l C
19 18 3adant1 b Base R k C x k l C y l k C l C
20 19 adantl R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k C l C
21 sseq1 i = k i j k j
22 sseq2 i = k j i j k
23 21 22 orbi12d i = k i j j i k j j k
24 sseq2 j = l k j k l
25 sseq1 j = l j k l k
26 24 25 orbi12d j = l k j j k k l l k
27 23 26 rspc2v k C l C i C j C i j j i k l l k
28 20 27 syl R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l i C j C i j j i k l l k
29 simpl1 R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l R Ring
30 ssel C LIdeal R k C k LIdeal R
31 30 com12 k C C LIdeal R k LIdeal R
32 31 adantr k C x k C LIdeal R k LIdeal R
33 32 3ad2ant2 b Base R k C x k l C y l C LIdeal R k LIdeal R
34 33 com12 C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k LIdeal R
35 34 3ad2ant3 R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k LIdeal R
36 35 imp R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k LIdeal R
37 29 36 jca R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l R Ring k LIdeal R
38 simpr k C x k x k
39 38 anim2i b Base R k C x k b Base R x k
40 39 3adant3 b Base R k C x k l C y l b Base R x k
41 40 adantl R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b Base R x k
42 37 41 jca R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l R Ring k LIdeal R b Base R x k
43 42 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k l l k R Ring k LIdeal R b Base R x k
44 eqid R = R
45 3 2 44 lidlmcl R Ring k LIdeal R b Base R x k b R x k
46 43 45 syl R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k l l k b R x k
47 ssel C LIdeal R l C l LIdeal R
48 47 com12 l C C LIdeal R l LIdeal R
49 48 adantr l C y l C LIdeal R l LIdeal R
50 49 3ad2ant3 b Base R k C x k l C y l C LIdeal R l LIdeal R
51 50 com12 C LIdeal R b Base R k C x k l C y l l LIdeal R
52 51 3ad2ant3 R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l l LIdeal R
53 52 imp R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l l LIdeal R
54 29 53 jca R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l R Ring l LIdeal R
55 54 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k R Ring l LIdeal R
56 55 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l R Ring l LIdeal R
57 ssel k l b R x k b R x l
58 57 com12 b R x k k l b R x l
59 58 adantl R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l b R x l
60 59 imp R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l b R x l
61 simpr l C y l y l
62 61 3ad2ant3 b Base R k C x k l C y l y l
63 62 ad3antlr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l y l
64 eqid + R = + R
65 3 64 lidlacl R Ring l LIdeal R b R x l y l b R x + R y l
66 56 60 63 65 syl12anc R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l b R x + R y l
67 17 3ad2ant3 b Base R k C x k l C y l l C
68 67 ad3antlr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l l C
69 elunii b R x + R y l l C b R x + R y C
70 66 68 69 syl2anc R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l b R x + R y C
71 70 ex R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l b R x + R y C
72 37 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k R Ring k LIdeal R
73 72 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k R Ring k LIdeal R
74 simpr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k b R x k
75 74 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k b R x k
76 ssel l k y l y k
77 76 com12 y l l k y k
78 77 adantl l C y l l k y k
79 78 3ad2ant3 b Base R k C x k l C y l l k y k
80 79 adantl R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l l k y k
81 80 adantr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k y k
82 81 imp R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k y k
83 3 64 lidlacl R Ring k LIdeal R b R x k y k b R x + R y k
84 73 75 82 83 syl12anc R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k b R x + R y k
85 16 3ad2ant2 b Base R k C x k l C y l k C
86 85 ad3antlr R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k k C
87 elunii b R x + R y k k C b R x + R y C
88 84 86 87 syl2anc R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k b R x + R y C
89 88 ex R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k l k b R x + R y C
90 71 89 jaod R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l b R x k k l l k b R x + R y C
91 90 impancom R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k l l k b R x k b R x + R y C
92 46 91 mpd R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k l l k b R x + R y C
93 92 ex R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l k l l k b R x + R y C
94 28 93 syld R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l i C j C i j j i b R x + R y C
95 94 ex R Ring C C LIdeal R b Base R k C x k l C y l i C j C i j j i b R x + R y C
96 95 com23 R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k l C y l b R x + R y C
97 96 3exp R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k l C y l b R x + R y C
98 97 3imp2 R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k l C y l b R x + R y C
99 98 3expd R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k l C y l b R x + R y C
100 99 imp41 R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k l C y l b R x + R y C
101 100 rexlimdvaa R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k l C y l b R x + R y C
102 15 101 biimtrid R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k y C b R x + R y C
103 102 ralrimiv R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k y C b R x + R y C
104 103 rexlimdvaa R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R k C x k y C b R x + R y C
105 14 104 biimtrid R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R x C y C b R x + R y C
106 105 ralrimiv R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R x C y C b R x + R y C
107 106 ralrimiva R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i b Base R x C y C b R x + R y C
108 3 2 64 44 islidl C LIdeal R C Base R C b Base R x C y C b R x + R y C
109 11 13 107 108 syl3anbrc R Ring C C LIdeal R i C j C i j j i C LIdeal R