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Theorem unitmulcl

Description: The product of units is a unit. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses unitmulcl.1 ⊢ U = Unit ⁡ R
unitmulcl.2 ⊢ · ˙ = ⋅ R
Assertion unitmulcl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∈ U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 unitmulcl.1 ⊢ U = Unit ⁡ R
2 unitmulcl.2 ⊢ · ˙ = ⋅ R
3 simp1 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → R ∈ Ring
4 simp3 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ∈ U
5 eqid ⊢ Base R = Base R
6 5 1 unitcl ⊢ Y ∈ U → Y ∈ Base R
7 4 6 syl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ∈ Base R
8 simp2 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X ∈ U
9 eqid ⊢ 1 R = 1 R
10 eqid ⊢ ∥ r ⁡ R = ∥ r ⁡ R
11 eqid ⊢ opp r ⁡ R = opp r ⁡ R
12 eqid ⊢ ∥ r ⁡ opp r ⁡ R = ∥ r ⁡ opp r ⁡ R
13 1 9 10 11 12 isunit ⊢ X ∈ U ↔ X ∥ r ⁡ R 1 R ∧ X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
14 8 13 sylib ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X ∥ r ⁡ R 1 R ∧ X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
15 14 simpld ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X ∥ r ⁡ R 1 R
16 5 10 2 dvdsrmul1 ⊢ R ∈ Ring ∧ Y ∈ Base R ∧ X ∥ r ⁡ R 1 R → X · ˙ Y ∥ r ⁡ R 1 R · ˙ Y
17 3 7 15 16 syl3anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∥ r ⁡ R 1 R · ˙ Y
18 5 2 9 ringlidm ⊢ R ∈ Ring ∧ Y ∈ Base R → 1 R · ˙ Y = Y
19 3 7 18 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → 1 R · ˙ Y = Y
20 17 19 breqtrd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∥ r ⁡ R Y
21 1 9 10 11 12 isunit ⊢ Y ∈ U ↔ Y ∥ r ⁡ R 1 R ∧ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
22 4 21 sylib ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ∥ r ⁡ R 1 R ∧ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
23 22 simpld ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ∥ r ⁡ R 1 R
24 5 10 dvdsrtr ⊢ R ∈ Ring ∧ X · ˙ Y ∥ r ⁡ R Y ∧ Y ∥ r ⁡ R 1 R → X · ˙ Y ∥ r ⁡ R 1 R
25 3 20 23 24 syl3anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∥ r ⁡ R 1 R
26 11 opprring ⊢ R ∈ Ring → opp r ⁡ R ∈ Ring
27 3 26 syl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → opp r ⁡ R ∈ Ring
28 eqid ⊢ ⋅ opp r ⁡ R = ⋅ opp r ⁡ R
29 5 2 11 28 opprmul ⊢ Y ⋅ opp r ⁡ R X = X · ˙ Y
30 5 1 unitcl ⊢ X ∈ U → X ∈ Base R
31 8 30 syl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X ∈ Base R
32 22 simprd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
33 11 5 opprbas ⊢ Base R = Base opp r ⁡ R
34 33 12 28 dvdsrmul1 ⊢ opp r ⁡ R ∈ Ring ∧ X ∈ Base R ∧ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R → Y ⋅ opp r ⁡ R X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R ⋅ opp r ⁡ R X
35 27 31 32 34 syl3anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ⋅ opp r ⁡ R X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R ⋅ opp r ⁡ R X
36 5 2 11 28 opprmul ⊢ 1 R ⋅ opp r ⁡ R X = X · ˙ 1 R
37 5 2 9 ringridm ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ Base R → X · ˙ 1 R = X
38 3 31 37 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ 1 R = X
39 36 38 eqtrid ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → 1 R ⋅ opp r ⁡ R X = X
40 35 39 breqtrd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → Y ⋅ opp r ⁡ R X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R X
41 29 40 eqbrtrrid ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R X
42 14 simprd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
43 33 12 dvdsrtr ⊢ opp r ⁡ R ∈ Ring ∧ X · ˙ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R X ∧ X ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R → X · ˙ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
44 27 41 42 43 syl3anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
45 1 9 10 11 12 isunit ⊢ X · ˙ Y ∈ U ↔ X · ˙ Y ∥ r ⁡ R 1 R ∧ X · ˙ Y ∥ r ⁡ opp r ⁡ R 1 R
46 25 44 45 sylanbrc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ U ∧ Y ∈ U → X · ˙ Y ∈ U