Metamath Proof Explorer


Theorem rngsubdi

Description: Ring multiplication distributes over subtraction. ( subdi analog.) (Contributed by Jeff Madsen, 19-Jun-2010) (Revised by Mario Carneiro, 2-Jul-2014) ringsubdi generalized for non-unital rings. (Revised by AV, 23-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses rngsubdi.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
rngsubdi.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
rngsubdi.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘… )
rngsubdi.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Rng )
rngsubdi.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
rngsubdi.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
rngsubdi.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
Assertion rngsubdi ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆ’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rngsubdi.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
2 rngsubdi.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
3 rngsubdi.m โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘… )
4 rngsubdi.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Rng )
5 rngsubdi.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
6 rngsubdi.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
7 rngsubdi.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
8 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐‘… ) = ( invg โ€˜ ๐‘… )
9 rnggrp โŠข ( ๐‘… โˆˆ Rng โ†’ ๐‘… โˆˆ Grp )
10 4 9 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Grp )
11 1 8 10 7 grpinvcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ ๐ต )
12 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘… ) = ( +g โ€˜ ๐‘… )
13 1 12 2 rngdi โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Rng โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต โˆง ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ ๐ต ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘‹ ยท ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
14 4 5 6 11 13 syl13anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘‹ ยท ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
15 1 2 8 4 5 7 rngmneg2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) = ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) )
16 15 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘‹ ยท ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) ) )
17 14 16 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) ) )
18 1 12 8 3 grpsubval โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘ ) = ( ๐‘Œ ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) )
19 6 7 18 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘ ) = ( ๐‘Œ ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) )
20 19 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘ ) ) = ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ๐‘ ) ) ) )
21 1 2 rngcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Rng โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต )
22 4 5 6 21 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต )
23 1 2 rngcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Rng โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) โˆˆ ๐ต )
24 4 5 7 23 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) โˆˆ ๐ต )
25 1 12 8 3 grpsubval โŠข ( ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆ’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) ) )
26 22 24 25 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆ’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) ( +g โ€˜ ๐‘… ) ( ( invg โ€˜ ๐‘… ) โ€˜ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) ) )
27 17 20 26 3eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โˆ’ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆ’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) ) )