Metamath Proof Explorer


Theorem isringrng

Description: The predicate "is a unital ring" as extension of the predicate "is a non-unital ring". (Contributed by AV, 17-Feb-2020)

Ref Expression
Hypotheses isringrng.b ⊢ B = Base R
isringrng.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
Assertion isringrng ⊢ R ∈ Ring ↔ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isringrng.b ⊢ B = Base R
2 isringrng.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
3 ringrng ⊢ R ∈ Ring → R ∈ Rng
4 1 2 ringideu ⊢ R ∈ Ring → ∃! x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y
5 reurex ⊢ ∃! x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y → ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y
6 4 5 syl ⊢ R ∈ Ring → ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y
7 3 6 jca ⊢ R ∈ Ring → R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y
8 rngabl ⊢ R ∈ Rng → R ∈ Abel
9 ablgrp ⊢ R ∈ Abel → R ∈ Grp
10 8 9 syl ⊢ R ∈ Rng → R ∈ Grp
11 10 adantr ⊢ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y → R ∈ Grp
12 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
13 12 rngmgp ⊢ R ∈ Rng → mulGrp R ∈ Smgrp
14 13 anim1i ⊢ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y → mulGrp R ∈ Smgrp ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y
15 12 1 mgpbas ⊢ B = Base mulGrp R
16 12 2 mgpplusg ⊢ · ˙ = + mulGrp R
17 15 16 ismnddef ⊢ mulGrp R ∈ Mnd ↔ mulGrp R ∈ Smgrp ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y
18 14 17 sylibr ⊢ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y → mulGrp R ∈ Mnd
19 eqid ⊢ + R = + R
20 1 12 19 2 isrng ⊢ R ∈ Rng ↔ R ∈ Abel ∧ mulGrp R ∈ Smgrp ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + R z = x · ˙ y + R x · ˙ z ∧ x + R y · ˙ z = x · ˙ z + R y · ˙ z
21 20 simp3bi ⊢ R ∈ Rng → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + R z = x · ˙ y + R x · ˙ z ∧ x + R y · ˙ z = x · ˙ z + R y · ˙ z
22 21 adantr ⊢ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + R z = x · ˙ y + R x · ˙ z ∧ x + R y · ˙ z = x · ˙ z + R y · ˙ z
23 1 12 19 2 isring ⊢ R ∈ Ring ↔ R ∈ Grp ∧ mulGrp R ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + R z = x · ˙ y + R x · ˙ z ∧ x + R y · ˙ z = x · ˙ z + R y · ˙ z
24 11 18 22 23 syl3anbrc ⊢ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y → R ∈ Ring
25 7 24 impbii ⊢ R ∈ Ring ↔ R ∈ Rng ∧ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ B x · ˙ y = y ∧ y · ˙ x = y