Metamath Proof Explorer


Theorem subrngmcl

Description: A subgroup is closed under multiplication. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Dec-2014) Generalization of subrgmcl . (Revised by AV, 14-Feb-2025)

Ref Expression
Hypothesis subrngmcl.p โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
Assertion subrngmcl ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ด )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 subrngmcl.p โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
2 eqid โŠข ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) = ( ๐‘… โ†พs ๐ด )
3 2 subrngrng โŠข ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) โˆˆ Rng )
4 3 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) โˆˆ Rng )
5 simp2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ด )
6 2 subrngbas โŠข ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โ†’ ๐ด = ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
7 6 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐ด = ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
8 5 7 eleqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
9 simp3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ด )
10 9 7 eleqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
11 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) = ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) )
12 eqid โŠข ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) = ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) )
13 11 12 rngcl โŠข ( ( ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) โˆˆ Rng โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
14 4 8 10 13 syl3anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘‹ ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) ๐‘Œ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
15 2 1 ressmulr โŠข ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โ†’ ยท = ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
16 15 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ยท = ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) )
17 16 oveqd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) = ( ๐‘‹ ( .r โ€˜ ( ๐‘… โ†พs ๐ด ) ) ๐‘Œ ) )
18 14 17 7 3eltr4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( SubRng โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ด )