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Theorem isunitc

Description: Characterize units in a commutative ring. (Contributed by Thierry Arnoux, 6-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses isunit2.b ⊢ B = Base R
isunit2.u ⊢ U = Unit ⁡ R
isunit2.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
isunit2.1 ⊢ 1 ˙ = 1 R
isunitc.x ⊢ φ → X ∈ B
isunitc.r ⊢ φ → R ∈ CRing
Assertion isunitc ⊢ φ → X ∈ U ↔ ∃ y ∈ B X · ˙ y = 1 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isunit2.b ⊢ B = Base R
2 isunit2.u ⊢ U = Unit ⁡ R
3 isunit2.m ⊢ · ˙ = ⋅ R
4 isunit2.1 ⊢ 1 ˙ = 1 R
5 isunitc.x ⊢ φ → X ∈ B
6 isunitc.r ⊢ φ → R ∈ CRing
7 6 crngringd ⊢ φ → R ∈ Ring
8 1 2 3 4 5 7 isunit3 ⊢ φ → X ∈ U ↔ ∃ y ∈ B X · ˙ y = 1 ˙ ∧ y · ˙ X = 1 ˙
9 6 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B → R ∈ CRing
10 5 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B → X ∈ B
11 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ B → y ∈ B
12 1 3 9 10 11 crngcomd ⊢ φ ∧ y ∈ B → X · ˙ y = y · ˙ X
13 12 eqeq1d ⊢ φ ∧ y ∈ B → X · ˙ y = 1 ˙ ↔ y · ˙ X = 1 ˙
14 13 biimpa ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ X · ˙ y = 1 ˙ → y · ˙ X = 1 ˙
15 14 ex ⊢ φ ∧ y ∈ B → X · ˙ y = 1 ˙ → y · ˙ X = 1 ˙
16 15 pm4.71d ⊢ φ ∧ y ∈ B → X · ˙ y = 1 ˙ ↔ X · ˙ y = 1 ˙ ∧ y · ˙ X = 1 ˙
17 16 rexbidva ⊢ φ → ∃ y ∈ B X · ˙ y = 1 ˙ ↔ ∃ y ∈ B X · ˙ y = 1 ˙ ∧ y · ˙ X = 1 ˙
18 8 17 bitr4d ⊢ φ → X ∈ U ↔ ∃ y ∈ B X · ˙ y = 1 ˙