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Theorem isrngd

Description: Properties that determine a non-unital ring. (Contributed by AV, 14-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses isrngd.b ⊢ φ → B = Base R
isrngd.p ⊢ φ → + ˙ = + R
isrngd.t ⊢ φ → · ˙ = ⋅ R
isrngd.g ⊢ φ → R ∈ Abel
isrngd.c ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x · ˙ y ∈ B
isrngd.a ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y · ˙ z = x · ˙ y · ˙ z
isrngd.d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
isrngd.e ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
Assertion isrngd ⊢ φ → R ∈ Rng

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isrngd.b ⊢ φ → B = Base R
2 isrngd.p ⊢ φ → + ˙ = + R
3 isrngd.t ⊢ φ → · ˙ = ⋅ R
4 isrngd.g ⊢ φ → R ∈ Abel
5 isrngd.c ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x · ˙ y ∈ B
6 isrngd.a ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y · ˙ z = x · ˙ y · ˙ z
7 isrngd.d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
8 isrngd.e ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
9 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
10 eqid ⊢ Base R = Base R
11 9 10 mgpbas ⊢ Base R = Base mulGrp R
12 1 11 eqtrdi ⊢ φ → B = Base mulGrp R
13 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
14 9 13 mgpplusg ⊢ ⋅ R = + mulGrp R
15 3 14 eqtrdi ⊢ φ → · ˙ = + mulGrp R
16 fvexd ⊢ φ → mulGrp R ∈ V
17 12 15 5 6 16 issgrpd ⊢ φ → mulGrp R ∈ Smgrp
18 1 eleq2d ⊢ φ → x ∈ B ↔ x ∈ Base R
19 1 eleq2d ⊢ φ → y ∈ B ↔ y ∈ Base R
20 1 eleq2d ⊢ φ → z ∈ B ↔ z ∈ Base R
21 18 19 20 3anbi123d ⊢ φ → x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ↔ x ∈ Base R ∧ y ∈ Base R ∧ z ∈ Base R
22 21 biimpar ⊢ φ ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ Base R ∧ z ∈ Base R → x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B
23 3 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → · ˙ = ⋅ R
24 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x = x
25 2 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + ˙ z = y + R z
26 23 24 25 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ z = x ⋅ R y + R z
27 2 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → + ˙ = + R
28 3 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y = x ⋅ R y
29 3 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ z = x ⋅ R z
30 27 28 29 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ y + ˙ x · ˙ z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z
31 7 26 30 3eqtr3d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z
32 2 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y = x + R y
33 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z = z
34 23 32 33 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + ˙ y · ˙ z = x + R y ⋅ R z
35 3 oveqdr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y · ˙ z = y ⋅ R z
36 27 29 35 oveq123d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x · ˙ z + ˙ y · ˙ z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
37 8 34 36 3eqtr3d ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
38 31 37 jca ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
39 22 38 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ Base R ∧ z ∈ Base R → x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
40 39 ralrimivvva ⊢ φ → ∀ x ∈ Base R ∀ y ∈ Base R ∀ z ∈ Base R x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
41 eqid ⊢ + R = + R
42 10 9 41 13 isrng ⊢ R ∈ Rng ↔ R ∈ Abel ∧ mulGrp R ∈ Smgrp ∧ ∀ x ∈ Base R ∀ y ∈ Base R ∀ z ∈ Base R x ⋅ R y + R z = x ⋅ R y + R x ⋅ R z ∧ x + R y ⋅ R z = x ⋅ R z + R y ⋅ R z
43 4 17 40 42 syl3anbrc ⊢ φ → R ∈ Rng