Metamath Proof Explorer


Theorem sralmod

Description: The subring algebra is a left module. (Contributed by Stefan O'Rear, 27-Nov-2014)

Ref Expression
Hypothesis sralmod.a โŠข ๐ด = ( ( subringAlg โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ ๐‘† )
Assertion sralmod ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐ด โˆˆ LMod )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sralmod.a โŠข ๐ด = ( ( subringAlg โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ ๐‘† )
2 1 a1i โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐ด = ( ( subringAlg โ€˜ ๐‘Š ) โ€˜ ๐‘† ) )
3 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
4 3 subrgss โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐‘† โІ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
5 2 4 srabase โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐ด ) )
6 2 4 sraaddg โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐ด ) )
7 2 4 srasca โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) = ( Scalar โ€˜ ๐ด ) )
8 2 4 sravsca โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) )
9 eqid โŠข ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) = ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† )
10 9 3 ressbas โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) ) )
11 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ๐‘Š )
12 9 11 ressplusg โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) = ( +g โ€˜ ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) ) )
13 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐‘Š ) = ( .r โ€˜ ๐‘Š )
14 9 13 ressmulr โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) = ( .r โ€˜ ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) ) )
15 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ๐‘Š ) = ( 1r โ€˜ ๐‘Š )
16 9 15 subrg1 โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( 1r โ€˜ ๐‘Š ) = ( 1r โ€˜ ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) ) )
17 9 subrgring โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( ๐‘Š โ†พs ๐‘† ) โˆˆ Ring )
18 subrgrcl โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ Ring )
19 ringgrp โŠข ( ๐‘Š โˆˆ Ring โ†’ ๐‘Š โˆˆ Grp )
20 18 19 syl โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ Grp )
21 eqidd โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
22 6 oveqdr โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐ด ) ๐‘ฆ ) )
23 21 5 22 grppropd โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ( ๐‘Š โˆˆ Grp โ†” ๐ด โˆˆ Grp ) )
24 20 23 mpbid โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐ด โˆˆ Grp )
25 18 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ Ring )
26 elinel2 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
27 26 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
28 simp3 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
29 3 13 ringcl โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ Ring โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
30 25 27 28 29 syl3anc โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
31 18 adantr โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ Ring )
32 simpr1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) )
33 32 elin2d โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
34 simpr2 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
35 simpr3 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
36 3 11 13 ringdi โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฆ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) )
37 31 33 34 35 36 syl13anc โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฆ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) )
38 18 adantr โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ Ring )
39 simpr1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) )
40 39 elin2d โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
41 simpr2 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) )
42 41 elin2d โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
43 simpr3 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
44 3 11 13 ringdir โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) = ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฆ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) )
45 38 40 42 43 44 syl13anc โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) = ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ( +g โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฆ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) )
46 3 13 ringass โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) = ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฆ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) )
47 38 40 42 43 46 syl13anc โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘† โˆฉ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฆ ) ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) = ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ( ๐‘ฆ ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ง ) ) )
48 3 13 15 ringlidm โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ Ring โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐‘Š ) ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ๐‘ฅ )
49 18 48 sylan โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ๐‘Š ) ( .r โ€˜ ๐‘Š ) ๐‘ฅ ) = ๐‘ฅ )
50 5 6 7 8 10 12 14 16 17 24 30 37 45 47 49 islmodd โŠข ( ๐‘† โˆˆ ( SubRing โ€˜ ๐‘Š ) โ†’ ๐ด โˆˆ LMod )