Metamath Proof Explorer


Theorem dflidl2

Description: Alternate (the usual textbook) definition of a (left) ideal of a ring to be a subgroup of the additive group of the ring which is closed under left-multiplication by elements of the full ring. (Contributed by AV, 13-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses dflidl2.u โŠข ๐‘ˆ = ( LIdeal โ€˜ ๐‘… )
dflidl2.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
dflidl2.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
Assertion dflidl2 ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dflidl2.u โŠข ๐‘ˆ = ( LIdeal โ€˜ ๐‘… )
2 dflidl2.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
3 dflidl2.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
4 1 lidlsubg โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) )
5 1 2 3 lidlmcl โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ )
6 5 ralrimivva โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ )
7 4 6 jca โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) )
8 1 2 3 dflidl2lem โŠข ( ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ )
9 8 adantl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ )
10 7 9 impbida โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )