Metamath Proof Explorer


Theorem unichnidl

Description: The union of a nonempty chain of ideals is an ideal. (Contributed by Jeff Madsen, 5-Jan-2011)

Ref Expression
Assertion unichnidl ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → 𝐶 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfss3 ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ↔ ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) )
2 eqid ( 1st𝑅 ) = ( 1st𝑅 )
3 eqid ran ( 1st𝑅 ) = ran ( 1st𝑅 )
4 2 3 idlss ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → 𝑖 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) )
5 4 ex ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → 𝑖 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) ) )
6 5 ralimdv ( 𝑅 ∈ RingOps → ( ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) ) )
7 6 imp ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) )
8 1 7 sylan2b ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) )
9 unissb ( 𝐶 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) ↔ ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) )
10 8 9 sylibr ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → 𝐶 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) )
11 10 3ad2antr2 ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → 𝐶 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) )
12 eqid ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) = ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) )
13 2 12 idl0cl ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
14 13 ex ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 ) )
15 14 ralimdv ( 𝑅 ∈ RingOps → ( ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ∀ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 ) )
16 15 imp ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ∀ 𝑖𝐶 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ∀ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
17 1 16 sylan2b ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ∀ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
18 r19.2z ( ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 ) → ∃ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
19 17 18 sylan2 ( ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ) → ∃ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
20 19 an12s ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ) → ∃ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
21 eluni2 ( ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝐶 ↔ ∃ 𝑖𝐶 ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝑖 )
22 20 21 sylibr ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ) → ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝐶 )
23 22 3adantr3 ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝐶 )
24 eluni2 ( 𝑥 𝐶 ↔ ∃ 𝑘𝐶 𝑥𝑘 )
25 sseq1 ( 𝑖 = 𝑘 → ( 𝑖𝑗𝑘𝑗 ) )
26 sseq2 ( 𝑖 = 𝑘 → ( 𝑗𝑖𝑗𝑘 ) )
27 25 26 orbi12d ( 𝑖 = 𝑘 → ( ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ↔ ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) )
28 27 ralbidv ( 𝑖 = 𝑘 → ( ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ↔ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) )
29 28 rspcv ( 𝑘𝐶 → ( ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) → ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) )
30 29 adantr ( ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) → ( ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) → ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) )
31 30 ad2antlr ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ( ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) → ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) )
32 31 imp ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) → ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) )
33 eluni2 ( 𝑦 𝐶 ↔ ∃ 𝑖𝐶 𝑦𝑖 )
34 sseq2 ( 𝑗 = 𝑖 → ( 𝑘𝑗𝑘𝑖 ) )
35 sseq1 ( 𝑗 = 𝑖 → ( 𝑗𝑘𝑖𝑘 ) )
36 34 35 orbi12d ( 𝑗 = 𝑖 → ( ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ↔ ( 𝑘𝑖𝑖𝑘 ) ) )
37 36 rspcv ( 𝑖𝐶 → ( ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) → ( 𝑘𝑖𝑖𝑘 ) ) )
38 37 ad2antrl ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) → ( ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) → ( 𝑘𝑖𝑖𝑘 ) ) )
39 38 imp ( ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ∧ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) → ( 𝑘𝑖𝑖𝑘 ) )
40 ssel2 ( ( 𝑘𝑖𝑥𝑘 ) → 𝑥𝑖 )
41 40 ancoms ( ( 𝑥𝑘𝑘𝑖 ) → 𝑥𝑖 )
42 41 adantll ( ( ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ∧ 𝑘𝑖 ) → 𝑥𝑖 )
43 ssel2 ( ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑖𝐶 ) → 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) )
44 2 idladdcl ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑥𝑖𝑦𝑖 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 )
45 44 ancom2s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑦𝑖𝑥𝑖 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 )
46 45 expr ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑦𝑖 ) → ( 𝑥𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 ) )
47 46 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑦𝑖 ) ∧ 𝑖 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝑥𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 ) )
48 43 47 sylan2 ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑦𝑖 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑖𝐶 ) ) → ( 𝑥𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 ) )
49 48 an42s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) → ( 𝑥𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 ) )
50 49 anasss ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) → ( 𝑥𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 ) )
51 50 imp ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) ∧ 𝑥𝑖 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖 )
52 simprl ( ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) → 𝑖𝐶 )
53 52 ad2antlr ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) ∧ 𝑥𝑖 ) → 𝑖𝐶 )
54 elunii ( ( ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑖𝑖𝐶 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
55 51 53 54 syl2anc ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) ∧ 𝑥𝑖 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
56 42 55 sylan2 ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) ∧ ( ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ∧ 𝑘𝑖 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
57 56 expr ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → ( 𝑘𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ) )
58 57 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ) → ( 𝑘𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ) )
59 58 anassrs ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) → ( 𝑘𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ) )
60 59 imp ( ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ∧ 𝑘𝑖 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
61 ssel2 ( ( 𝑖𝑘𝑦𝑖 ) → 𝑦𝑘 )
62 61 ancoms ( ( 𝑦𝑖𝑖𝑘 ) → 𝑦𝑘 )
63 62 adantll ( ( ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ∧ 𝑖𝑘 ) → 𝑦𝑘 )
64 ssel2 ( ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) → 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) )
65 2 idladdcl ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑥𝑘𝑦𝑘 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 )
66 65 expr ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑥𝑘 ) → ( 𝑦𝑘 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 ) )
67 66 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝑦𝑘 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 ) )
68 64 67 sylan2 ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) → ( 𝑦𝑘 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 ) )
69 68 an42s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → ( 𝑦𝑘 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 ) )
70 69 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝑦𝑘 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 ) )
71 70 imp ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑦𝑘 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘 )
72 simprl ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → 𝑘𝐶 )
73 72 ad2antrr ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑦𝑘 ) → 𝑘𝐶 )
74 elunii ( ( ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝑘𝑘𝐶 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
75 71 73 74 syl2anc ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑦𝑘 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
76 63 75 sylan2 ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ∧ 𝑖𝑘 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
77 76 anassrs ( ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ∧ 𝑖𝑘 ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
78 60 77 jaodan ( ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ∧ ( 𝑘𝑖𝑖𝑘 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
79 39 78 syldan ( ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) ∧ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
80 79 an32s ( ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) ∧ ( 𝑖𝐶𝑦𝑖 ) ) → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
81 80 rexlimdvaa ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) → ( ∃ 𝑖𝐶 𝑦𝑖 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ) )
82 33 81 syl5bi ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) → ( 𝑦 𝐶 → ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ) )
83 82 ralrimiv ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ∀ 𝑗𝐶 ( 𝑘𝑗𝑗𝑘 ) ) → ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
84 32 83 syldan ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) → ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
85 84 anasss ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
86 85 3adantr1 ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
87 86 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 )
88 eqid ( 2nd𝑅 ) = ( 2nd𝑅 )
89 2 88 3 idllmulcl ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑥𝑘𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝑘 )
90 89 exp43 ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ( 𝑥𝑘 → ( 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝑘 ) ) ) )
91 90 com23 ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝑥𝑘 → ( 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ( 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝑘 ) ) ) )
92 91 imp41 ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝑘 )
93 64 92 sylanl2 ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝑘 )
94 simplrr ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → 𝑘𝐶 )
95 elunii ( ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝑘𝑘𝐶 ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 )
96 93 94 95 syl2anc ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 )
97 2 88 3 idlrmulcl ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑥𝑘𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝑘 )
98 97 exp43 ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ( 𝑥𝑘 → ( 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝑘 ) ) ) )
99 98 com23 ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝑥𝑘 → ( 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) → ( 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝑘 ) ) ) )
100 99 imp41 ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ 𝑘 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝑘 )
101 64 100 sylanl2 ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝑘 )
102 elunii ( ( ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝑘𝑘𝐶 ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 )
103 101 94 102 syl2anc ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 )
104 96 103 jca ( ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ) → ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) )
105 104 ralrimiva ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝑥𝑘 ) ∧ ( 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑘𝐶 ) ) → ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) )
106 105 an42s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) )
107 106 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ) → ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) )
108 107 3ad2antr2 ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) )
109 108 an32s ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) )
110 87 109 jca ( ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) ∧ ( 𝑘𝐶𝑥𝑘 ) ) → ( ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) ) )
111 110 rexlimdvaa ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ( ∃ 𝑘𝐶 𝑥𝑘 → ( ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) ) ) )
112 24 111 syl5bi ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ( 𝑥 𝐶 → ( ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) ) ) )
113 112 ralrimiv ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ∀ 𝑥 𝐶 ( ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) ) )
114 2 88 3 12 isidl ( 𝑅 ∈ RingOps → ( 𝐶 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ↔ ( 𝐶 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) ∧ ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑥 𝐶 ( ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) ) ) ) )
115 114 adantr ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → ( 𝐶 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) ↔ ( 𝐶 ⊆ ran ( 1st𝑅 ) ∧ ( GId ‘ ( 1st𝑅 ) ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑥 𝐶 ( ∀ 𝑦 𝐶 ( 𝑥 ( 1st𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐶 ∧ ∀ 𝑧 ∈ ran ( 1st𝑅 ) ( ( 𝑧 ( 2nd𝑅 ) 𝑥 ) ∈ 𝐶 ∧ ( 𝑥 ( 2nd𝑅 ) 𝑧 ) ∈ 𝐶 ) ) ) ) )
116 11 23 113 115 mpbir3and ( ( 𝑅 ∈ RingOps ∧ ( 𝐶 ≠ ∅ ∧ 𝐶 ⊆ ( Idl ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑖𝐶𝑗𝐶 ( 𝑖𝑗𝑗𝑖 ) ) ) → 𝐶 ∈ ( Idl ‘ 𝑅 ) )