Metamath Proof Explorer


Theorem qusrng

Description: The quotient structure of a non-unital ring is a non-unital ring ( qusring2 analog). (Contributed by AV, 23-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses qusrng.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ = ( ๐‘… /s โˆผ ) )
qusrng.v โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
qusrng.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘… )
qusrng.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
qusrng.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆผ Er ๐‘‰ )
qusrng.e1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆผ ๐‘ โˆง ๐‘ โˆผ ๐‘ž ) โ†’ ( ๐‘Ž + ๐‘ ) โˆผ ( ๐‘ + ๐‘ž ) ) )
qusrng.e2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆผ ๐‘ โˆง ๐‘ โˆผ ๐‘ž ) โ†’ ( ๐‘Ž ยท ๐‘ ) โˆผ ( ๐‘ ยท ๐‘ž ) ) )
qusrng.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Rng )
Assertion qusrng ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ Rng )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qusrng.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ = ( ๐‘… /s โˆผ ) )
2 qusrng.v โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
3 qusrng.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘… )
4 qusrng.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
5 qusrng.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆผ Er ๐‘‰ )
6 qusrng.e1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆผ ๐‘ โˆง ๐‘ โˆผ ๐‘ž ) โ†’ ( ๐‘Ž + ๐‘ ) โˆผ ( ๐‘ + ๐‘ž ) ) )
7 qusrng.e2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆผ ๐‘ โˆง ๐‘ โˆผ ๐‘ž ) โ†’ ( ๐‘Ž ยท ๐‘ ) โˆผ ( ๐‘ ยท ๐‘ž ) ) )
8 qusrng.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Rng )
9 eqid โŠข ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) = ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ )
10 fvex โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V
11 2 10 eqeltrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‰ โˆˆ V )
12 erex โŠข ( โˆผ Er ๐‘‰ โ†’ ( ๐‘‰ โˆˆ V โ†’ โˆผ โˆˆ V ) )
13 5 11 12 sylc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆผ โˆˆ V )
14 1 2 9 13 8 qusval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€œs ๐‘… ) )
15 1 2 9 13 8 quslem โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) : ๐‘‰ โ€“ontoโ†’ ( ๐‘‰ / โˆผ ) )
16 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Rng )
17 simprl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ )
18 2 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†” ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
19 18 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โ†” ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
20 17 19 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
21 simprr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ )
22 2 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โ†” ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
23 22 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โ†” ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
24 21 23 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
25 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
26 25 3 rngacl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Rng โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
27 16 20 24 26 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
28 2 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โ†” ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
29 28 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โ†” ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
30 27 29 mpbird โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ + ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
31 5 11 9 30 6 ercpbl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ž โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘Ž ) = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘ ) โˆง ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘ ) = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘ž ) ) โ†’ ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ( ๐‘Ž + ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ( ๐‘ + ๐‘ž ) ) ) )
32 25 4 rngcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Rng โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
33 16 20 24 32 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
34 2 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โ†” ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
35 34 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โ†” ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
36 33 35 mpbird โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ )
37 5 11 9 36 7 ercpbl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ž โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘Ž ) = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘ ) โˆง ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘ ) = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ๐‘ž ) ) โ†’ ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ( ๐‘Ž ยท ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘ข โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ [ ๐‘ข ] โˆผ ) โ€˜ ( ๐‘ ยท ๐‘ž ) ) ) )
38 14 2 3 4 15 31 37 8 imasrng โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ Rng )