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Theorem ringinvnzdiv

Description: In a unital ring, a left invertible element is not a zero divisor. (Contributed by FL, 18-Apr-2010) (Revised by Jeff Madsen, 18-Apr-2010) (Revised by AV, 24-Aug-2021)

Ref Expression
Hypotheses ringinvnzdiv.b ⊢ B = Base R
ringinvnzdiv.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
ringinvnzdiv.u ⊢ 1 ˙ = 1 R
ringinvnzdiv.z ⊢ 0 ˙ = 0 R
ringinvnzdiv.r ⊢ φ → R ∈ Ring
ringinvnzdiv.x ⊢ φ → X ∈ B
ringinvnzdiv.a ⊢ φ → ∃ a ∈ B a · ˙ X = 1 ˙
ringinvnzdiv.y ⊢ φ → Y ∈ B
Assertion ringinvnzdiv ⊢ φ → X · ˙ Y = 0 ˙ ↔ Y = 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ringinvnzdiv.b ⊢ B = Base R
2 ringinvnzdiv.t ⊢ · ˙ = ⋅ R
3 ringinvnzdiv.u ⊢ 1 ˙ = 1 R
4 ringinvnzdiv.z ⊢ 0 ˙ = 0 R
5 ringinvnzdiv.r ⊢ φ → R ∈ Ring
6 ringinvnzdiv.x ⊢ φ → X ∈ B
7 ringinvnzdiv.a ⊢ φ → ∃ a ∈ B a · ˙ X = 1 ˙
8 ringinvnzdiv.y ⊢ φ → Y ∈ B
9 1 2 3 ringlidm ⊢ R ∈ Ring ∧ Y ∈ B → 1 ˙ · ˙ Y = Y
10 5 8 9 syl2anc ⊢ φ → 1 ˙ · ˙ Y = Y
11 10 eqcomd ⊢ φ → Y = 1 ˙ · ˙ Y
12 11 ad3antrrr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ ∧ X · ˙ Y = 0 ˙ → Y = 1 ˙ · ˙ Y
13 oveq1 ⊢ 1 ˙ = a · ˙ X → 1 ˙ · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
14 13 eqcoms ⊢ a · ˙ X = 1 ˙ → 1 ˙ · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
15 14 adantl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ → 1 ˙ · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
16 5 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B → R ∈ Ring
17 simpr ⊢ φ ∧ a ∈ B → a ∈ B
18 6 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B → X ∈ B
19 8 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B → Y ∈ B
20 17 18 19 3jca ⊢ φ ∧ a ∈ B → a ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B
21 16 20 jca ⊢ φ ∧ a ∈ B → R ∈ Ring ∧ a ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B
22 21 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ → R ∈ Ring ∧ a ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B
23 1 2 ringass ⊢ R ∈ Ring ∧ a ∈ B ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → a · ˙ X · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
24 22 23 syl ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ → a · ˙ X · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
25 15 24 eqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ → 1 ˙ · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
26 25 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ ∧ X · ˙ Y = 0 ˙ → 1 ˙ · ˙ Y = a · ˙ X · ˙ Y
27 oveq2 ⊢ X · ˙ Y = 0 ˙ → a · ˙ X · ˙ Y = a · ˙ 0 ˙
28 1 2 4 ringrz ⊢ R ∈ Ring ∧ a ∈ B → a · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
29 5 28 sylan ⊢ φ ∧ a ∈ B → a · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
30 29 adantr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ → a · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
31 27 30 sylan9eqr ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ ∧ X · ˙ Y = 0 ˙ → a · ˙ X · ˙ Y = 0 ˙
32 12 26 31 3eqtrd ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ a · ˙ X = 1 ˙ ∧ X · ˙ Y = 0 ˙ → Y = 0 ˙
33 32 exp31 ⊢ φ ∧ a ∈ B → a · ˙ X = 1 ˙ → X · ˙ Y = 0 ˙ → Y = 0 ˙
34 33 rexlimdva ⊢ φ → ∃ a ∈ B a · ˙ X = 1 ˙ → X · ˙ Y = 0 ˙ → Y = 0 ˙
35 7 34 mpd ⊢ φ → X · ˙ Y = 0 ˙ → Y = 0 ˙
36 oveq2 ⊢ Y = 0 ˙ → X · ˙ Y = X · ˙ 0 ˙
37 1 2 4 ringrz ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ B → X · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
38 5 6 37 syl2anc ⊢ φ → X · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
39 36 38 sylan9eqr ⊢ φ ∧ Y = 0 ˙ → X · ˙ Y = 0 ˙
40 39 ex ⊢ φ → Y = 0 ˙ → X · ˙ Y = 0 ˙
41 35 40 impbid ⊢ φ → X · ˙ Y = 0 ˙ ↔ Y = 0 ˙