Metamath Proof Explorer


Theorem unitmulrprm

Description: A ring unit multiplied by a ring prime is a ring prime. (Contributed by Thierry Arnoux, 3-Jun-2025)

Ref Expression
Hypotheses unitmulrprm.p ⊢ P = RPrime ⁡ R
unitmulrprm.u ⊢ U = Unit ⁡ R
unitmulrprm.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
unitmulrprm.r ⊢ φ → R ∈ IDomn
unitmulrprm.i ⊢ φ → I ∈ U
unitmulrprm.q ⊢ φ → Q ∈ P
Assertion unitmulrprm ⊢ φ → I · ˙ Q ∈ P

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 unitmulrprm.p ⊢ P = RPrime ⁡ R
2 unitmulrprm.u ⊢ U = Unit ⁡ R
3 unitmulrprm.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
4 unitmulrprm.r ⊢ φ → R ∈ IDomn
5 unitmulrprm.i ⊢ φ → I ∈ U
6 unitmulrprm.q ⊢ φ → Q ∈ P
7 eqid ⊢ Base R = Base R
8 eqid ⊢ ∥ r ⁡ R = ∥ r ⁡ R
9 7 1 4 6 rprmcl ⊢ φ → Q ∈ Base R
10 oveq1 ⊢ i = I → i · ˙ Q = I · ˙ Q
11 10 eqeq1d ⊢ i = I → i · ˙ Q = I · ˙ Q ↔ I · ˙ Q = I · ˙ Q
12 7 2 unitcl ⊢ I ∈ U → I ∈ Base R
13 5 12 syl ⊢ φ → I ∈ Base R
14 eqidd ⊢ φ → I · ˙ Q = I · ˙ Q
15 11 13 14 rspcedvdw ⊢ φ → ∃ i ∈ Base R i · ˙ Q = I · ˙ Q
16 7 8 3 dvdsr ⊢ Q ∥ r ⁡ R I · ˙ Q ↔ Q ∈ Base R ∧ ∃ i ∈ Base R i · ˙ Q = I · ˙ Q
17 9 15 16 sylanbrc ⊢ φ → Q ∥ r ⁡ R I · ˙ Q
18 4 idomringd ⊢ φ → R ∈ Ring
19 7 3 18 13 9 ringcld ⊢ φ → I · ˙ Q ∈ Base R
20 oveq1 ⊢ i = inv r ⁡ R ⁡ I → i · ˙ I · ˙ Q = inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I · ˙ Q
21 20 eqeq1d ⊢ i = inv r ⁡ R ⁡ I → i · ˙ I · ˙ Q = Q ↔ inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I · ˙ Q = Q
22 eqid ⊢ inv r ⁡ R = inv r ⁡ R
23 2 22 7 ringinvcl ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ I ∈ Base R
24 18 5 23 syl2anc ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ I ∈ Base R
25 eqid ⊢ 1 R = 1 R
26 2 22 3 25 unitlinv ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I = 1 R
27 18 5 26 syl2anc ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I = 1 R
28 27 oveq1d ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I · ˙ Q = 1 R · ˙ Q
29 7 3 18 24 13 9 ringassd ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I · ˙ Q = inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I · ˙ Q
30 7 3 25 18 9 ringlidmd ⊢ φ → 1 R · ˙ Q = Q
31 28 29 30 3eqtr3d ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ I · ˙ I · ˙ Q = Q
32 21 24 31 rspcedvdw ⊢ φ → ∃ i ∈ Base R i · ˙ I · ˙ Q = Q
33 7 8 3 dvdsr ⊢ I · ˙ Q ∥ r ⁡ R Q ↔ I · ˙ Q ∈ Base R ∧ ∃ i ∈ Base R i · ˙ I · ˙ Q = Q
34 19 32 33 sylanbrc ⊢ φ → I · ˙ Q ∥ r ⁡ R Q
35 7 1 8 4 6 17 34 rprmasso ⊢ φ → I · ˙ Q ∈ P