Metamath Proof Explorer


Theorem isridl

Description: A right ideal is a left ideal of the opposite ring. This theorem shows that this definition corresponds to the usual textbook definition of a right ideal of a ring to be a subgroup of the additive group of the ring which is closed under right-multiplication by elements of the full ring. (Contributed by AV, 13-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses isridl.u โŠข ๐‘ˆ = ( LIdeal โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) )
isridl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
isridl.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
Assertion isridl ( 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‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isridl.u โŠข ๐‘ˆ = ( LIdeal โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) )
2 isridl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
3 isridl.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
4 eqid โŠข ( oppr โ€˜ ๐‘… ) = ( oppr โ€˜ ๐‘… )
5 4 opprring โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ Ring )
6 4 2 opprbas โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) )
7 eqid โŠข ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) = ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) )
8 1 6 7 dflidl2 โŠข ( ( oppr โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ Ring โ†’ ( ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )
9 5 8 syl โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ๐ผ โˆˆ ๐‘ˆ โ†” ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )
10 4 opprsubg โŠข ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) = ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) )
11 10 eqcomi โŠข ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) = ( SubGrp โ€˜ ๐‘… )
12 11 a1i โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) = ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) )
13 12 eleq2d โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) โ†” ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) ) )
14 2 3 4 7 opprmul โŠข ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ )
15 14 eleq1i โŠข ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ โ†” ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ )
16 15 a1i โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ โ†” ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ ) )
17 16 ralbidva โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ โ†” โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ ) )
18 17 ralbidva โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ ) )
19 13 18 anbi12d โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ( oppr โ€˜ ๐‘… ) ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ผ ) โ†” ( ๐ผ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐‘… ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )
20 9 19 bitrd 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‘ฆ ยท ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ผ ) ) )