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Theorem issrg

Description: The predicate "is a semiring". (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Mar-2018)

Ref Expression
Hypotheses issrg.b ⊢ B = Base R
issrg.g ⊢ G = mulGrp R
issrg.p ⊢ + ˙ = + R
issrg.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
issrg.0 ⊢ 0 ˙ = 0 R
Assertion issrg ⊢ R ∈ SRing ↔ R ∈ CMnd ∧ G ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 issrg.b ⊢ B = Base R
2 issrg.g ⊢ G = mulGrp R
3 issrg.p ⊢ + ˙ = + R
4 issrg.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
5 issrg.0 ⊢ 0 ˙ = 0 R
6 2 eleq1i ⊢ G ∈ Mnd ↔ mulGrp R ∈ Mnd
7 6 bicomi ⊢ mulGrp R ∈ Mnd ↔ G ∈ Mnd
8 1 fvexi ⊢ B ∈ V
9 3 fvexi ⊢ + ˙ ∈ V
10 4 fvexi ⊢ · ˙ ∈ V
11 10 a1i ⊢ b = B ∧ p = + ˙ → · ˙ ∈ V
12 5 fvexi ⊢ 0 ˙ ∈ V
13 12 a1i ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ → 0 ˙ ∈ V
14 simplll ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → b = B
15 simplr ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → t = · ˙
16 eqidd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x = x
17 simpllr ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → p = + ˙
18 17 oveqd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → y p z = y + ˙ z
19 15 16 18 oveq123d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t y p z = x · ˙ y + ˙ z
20 15 oveqd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t y = x · ˙ y
21 15 oveqd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t z = x · ˙ z
22 17 20 21 oveq123d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t y p x t z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
23 19 22 eqeq12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t y p z = x t y p x t z ↔ x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z
24 17 oveqd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x p y = x + ˙ y
25 eqidd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → z = z
26 15 24 25 oveq123d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x p y t z = x + ˙ y · ˙ z
27 15 oveqd ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → y t z = y · ˙ z
28 17 21 27 oveq123d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t z p y t z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
29 26 28 eqeq12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x p y t z = x t z p y t z ↔ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
30 23 29 anbi12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ↔ x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
31 14 30 raleqbidv ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ↔ ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
32 14 31 raleqbidv ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ↔ ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z
33 simpr ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → n = 0 ˙
34 15 33 16 oveq123d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → n t x = 0 ˙ · ˙ x
35 34 33 eqeq12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → n t x = n ↔ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙
36 15 16 33 oveq123d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t n = x · ˙ 0 ˙
37 36 33 eqeq12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → x t n = n ↔ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
38 35 37 anbi12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → n t x = n ∧ x t n = n ↔ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
39 32 38 anbi12d ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
40 14 39 raleqbidv ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ ∧ n = 0 ˙ → ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
41 13 40 sbcied ⊢ b = B ∧ p = + ˙ ∧ t = · ˙ → [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
42 11 41 sbcied ⊢ b = B ∧ p = + ˙ → [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
43 8 9 42 sbc2ie ⊢ [˙B / b]˙ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
44 7 43 anbi12i ⊢ mulGrp R ∈ Mnd ∧ [˙B / b]˙ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ G ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
45 44 anbi2i ⊢ R ∈ CMnd ∧ mulGrp R ∈ Mnd ∧ [˙B / b]˙ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ R ∈ CMnd ∧ G ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
46 fveq2 ⊢ r = R → mulGrp r = mulGrp R
47 46 eleq1d ⊢ r = R → mulGrp r ∈ Mnd ↔ mulGrp R ∈ Mnd
48 fveq2 ⊢ r = R → Base r = Base R
49 48 1 eqtr4di ⊢ r = R → Base r = B
50 fveq2 ⊢ r = R → + r = + R
51 50 3 eqtr4di ⊢ r = R → + r = + ˙
52 fveq2 ⊢ r = R → ⋅ r = ⋅ R
53 52 4 eqtr4di ⊢ r = R → ⋅ r = · ˙
54 fveq2 ⊢ r = R → 0 r = 0 R
55 54 5 eqtr4di ⊢ r = R → 0 r = 0 ˙
56 55 sbceq1d ⊢ r = R → [˙0 r / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
57 53 56 sbceqbid ⊢ r = R → [˙⋅ r / t]˙ [˙0 r / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
58 51 57 sbceqbid ⊢ r = R → [˙+ r / p]˙ [˙⋅ r / t]˙ [˙0 r / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
59 49 58 sbceqbid ⊢ r = R → [˙Base r / b]˙ [˙+ r / p]˙ [˙⋅ r / t]˙ [˙0 r / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ [˙B / b]˙ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
60 47 59 anbi12d ⊢ r = R → mulGrp r ∈ Mnd ∧ [˙Base r / b]˙ [˙+ r / p]˙ [˙⋅ r / t]˙ [˙0 r / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n ↔ mulGrp R ∈ Mnd ∧ [˙B / b]˙ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
61 df-srg ⊢ SRing = r ∈ CMnd | mulGrp r ∈ Mnd ∧ [˙Base r / b]˙ [˙+ r / p]˙ [˙⋅ r / t]˙ [˙0 r / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
62 60 61 elrab2 ⊢ R ∈ SRing ↔ R ∈ CMnd ∧ mulGrp R ∈ Mnd ∧ [˙B / b]˙ [˙+ ˙ / p]˙ [˙· ˙ / t]˙ [˙0 ˙ / n]˙ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∀ z ∈ b x t y p z = x t y p x t z ∧ x p y t z = x t z p y t z ∧ n t x = n ∧ x t n = n
63 3anass ⊢ R ∈ CMnd ∧ G ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙ ↔ R ∈ CMnd ∧ G ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
64 45 62 63 3bitr4i ⊢ R ∈ SRing ↔ R ∈ CMnd ∧ G ∈ Mnd ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B x · ˙ y + ˙ z = x · ˙ y + ˙ x · ˙ z ∧ x + ˙ y · ˙ z = x · ˙ z + ˙ y · ˙ z ∧ 0 ˙ · ˙ x = 0 ˙ ∧ x · ˙ 0 ˙ = 0 ˙