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Theorem cntzsubrng

Description: Centralizers in a non-unital ring are subrings. (Contributed by AV, 17-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses cntzsubrng.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
cntzsubrng.m 𝑀 = ( mulGrp ‘ 𝑅 )
cntzsubrng.z 𝑍 = ( Cntz ‘ 𝑀 )
Assertion cntzsubrng ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubRng ‘ 𝑅 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cntzsubrng.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
2 cntzsubrng.m 𝑀 = ( mulGrp ‘ 𝑅 )
3 cntzsubrng.z 𝑍 = ( Cntz ‘ 𝑀 )
4 2 1 mgpbas 𝐵 = ( Base ‘ 𝑀 )
5 4 3 cntzssv ( 𝑍𝑆 ) ⊆ 𝐵
6 5 a1i ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 𝑍𝑆 ) ⊆ 𝐵 )
7 simpll ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑅 ∈ Rng )
8 ssel2 ( ( 𝑆𝐵𝑧𝑆 ) → 𝑧𝐵 )
9 8 adantll ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑧𝐵 )
10 eqid ( .r𝑅 ) = ( .r𝑅 )
11 eqid ( 0g𝑅 ) = ( 0g𝑅 )
12 1 10 11 rnglz ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑧𝐵 ) → ( ( 0g𝑅 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 0g𝑅 ) )
13 7 9 12 syl2anc ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( 0g𝑅 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 0g𝑅 ) )
14 1 10 11 rngrz ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑧𝐵 ) → ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 0g𝑅 ) ) = ( 0g𝑅 ) )
15 7 9 14 syl2anc ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 0g𝑅 ) ) = ( 0g𝑅 ) )
16 13 15 eqtr4d ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( 0g𝑅 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 0g𝑅 ) ) )
17 16 ralrimiva ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ∀ 𝑧𝑆 ( ( 0g𝑅 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 0g𝑅 ) ) )
18 simpr ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → 𝑆𝐵 )
19 1 11 rng0cl ( 𝑅 ∈ Rng → ( 0g𝑅 ) ∈ 𝐵 )
20 19 adantr ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 0g𝑅 ) ∈ 𝐵 )
21 2 10 mgpplusg ( .r𝑅 ) = ( +g𝑀 )
22 4 21 3 cntzel ( ( 𝑆𝐵 ∧ ( 0g𝑅 ) ∈ 𝐵 ) → ( ( 0g𝑅 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑧𝑆 ( ( 0g𝑅 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 0g𝑅 ) ) ) )
23 18 20 22 syl2anc ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( ( 0g𝑅 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑧𝑆 ( ( 0g𝑅 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 0g𝑅 ) ) ) )
24 17 23 mpbird ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 0g𝑅 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
25 24 ne0d ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 𝑍𝑆 ) ≠ ∅ )
26 simpl2 ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
27 21 3 cntzi ( ( 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) )
28 26 27 sylancom ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) )
29 simpl3 ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
30 21 3 cntzi ( ( 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑦 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) )
31 29 30 sylancom ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑦 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) )
32 28 31 oveq12d ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ( +g𝑅 ) ( 𝑦 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ) = ( ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) ( +g𝑅 ) ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ) )
33 simpl1l ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑅 ∈ Rng )
34 5 26 sselid ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑥𝐵 )
35 5 29 sselid ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑦𝐵 )
36 simp1r ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑆𝐵 )
37 36 sselda ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑧𝐵 )
38 eqid ( +g𝑅 ) = ( +g𝑅 )
39 1 38 10 rngdir ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ ( 𝑥𝐵𝑦𝐵𝑧𝐵 ) ) → ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ( +g𝑅 ) ( 𝑦 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ) )
40 33 34 35 37 39 syl13anc ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ( +g𝑅 ) ( 𝑦 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ) )
41 1 38 10 rngdi ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ ( 𝑧𝐵𝑥𝐵𝑦𝐵 ) ) → ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ) = ( ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) ( +g𝑅 ) ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ) )
42 33 37 34 35 41 syl13anc ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ) = ( ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) ( +g𝑅 ) ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ) )
43 32 40 42 3eqtr4d ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ) )
44 43 ralrimiva ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ∀ 𝑧𝑆 ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ) )
45 simp1l ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑅 ∈ Rng )
46 simp2 ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
47 5 46 sselid ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑥𝐵 )
48 simp3 ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
49 5 48 sselid ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑦𝐵 )
50 1 38 rngacl ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ) → ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐵 )
51 45 47 49 50 syl3anc ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐵 )
52 4 21 3 cntzel ( ( 𝑆𝐵 ∧ ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ 𝐵 ) → ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑧𝑆 ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ) ) )
53 36 51 52 syl2anc ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑧𝑆 ( ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ) ) )
54 44 53 mpbird ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
55 54 3expa ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
56 55 ralrimiva ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
57 27 adantll ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) )
58 57 fveq2d ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( invg𝑅 ) ‘ ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ) = ( ( invg𝑅 ) ‘ ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) ) )
59 eqid ( invg𝑅 ) = ( invg𝑅 )
60 simplll ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑅 ∈ Rng )
61 simplr ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
62 5 61 sselid ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑥𝐵 )
63 simplr ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑆𝐵 )
64 63 sselda ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → 𝑧𝐵 )
65 1 10 59 60 62 64 rngmneg1 ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( ( invg𝑅 ) ‘ ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑧 ) ) )
66 1 10 59 60 64 62 rngmneg2 ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ) = ( ( invg𝑅 ) ‘ ( 𝑧 ( .r𝑅 ) 𝑥 ) ) )
67 58 65 66 3eqtr4d ( ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑧𝑆 ) → ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ) )
68 67 ralrimiva ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ∀ 𝑧𝑆 ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ) )
69 rnggrp ( 𝑅 ∈ Rng → 𝑅 ∈ Grp )
70 69 ad2antrr ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑅 ∈ Grp )
71 simpr ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
72 5 71 sselid ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → 𝑥𝐵 )
73 1 59 70 72 grpinvcld ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 )
74 4 21 3 cntzel ( ( 𝑆𝐵 ∧ ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) → ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑧𝑆 ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ) ) )
75 63 73 74 syl2anc ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑧𝑆 ( ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ( .r𝑅 ) 𝑧 ) = ( 𝑧 ( .r𝑅 ) ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ) ) )
76 68 75 mpbird ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
77 56 76 jca ( ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) → ( ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) )
78 77 ralrimiva ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) )
79 69 adantr ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → 𝑅 ∈ Grp )
80 1 38 59 issubg2 ( 𝑅 ∈ Grp → ( ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑅 ) ↔ ( ( 𝑍𝑆 ) ⊆ 𝐵 ∧ ( 𝑍𝑆 ) ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ) ) )
81 79 80 syl ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑅 ) ↔ ( ( 𝑍𝑆 ) ⊆ 𝐵 ∧ ( 𝑍𝑆 ) ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∧ ( ( invg𝑅 ) ‘ 𝑥 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ) ) )
82 6 25 78 81 mpbir3and ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑅 ) )
83 eqid ( mulGrp ‘ 𝑅 ) = ( mulGrp ‘ 𝑅 )
84 83 rngmgp ( 𝑅 ∈ Rng → ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ∈ Smgrp )
85 83 1 mgpbas 𝐵 = ( Base ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) )
86 85 sseq2i ( 𝑆𝐵𝑆 ⊆ ( Base ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) )
87 86 biimpi ( 𝑆𝐵𝑆 ⊆ ( Base ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) )
88 eqid ( Base ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) = ( Base ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) )
89 2 fveq2i ( Cntz ‘ 𝑀 ) = ( Cntz ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) )
90 3 89 eqtri 𝑍 = ( Cntz ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) )
91 eqid ( 𝑍𝑆 ) = ( 𝑍𝑆 )
92 88 90 91 cntzsgrpcl ( ( ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ∈ Smgrp ∧ 𝑆 ⊆ ( Base ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) ) → ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
93 84 87 92 syl2an ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
94 83 10 mgpplusg ( .r𝑅 ) = ( +g ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) )
95 94 oveqi ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) = ( 𝑥 ( +g ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) 𝑦 )
96 95 eleq1i ( ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ( 𝑥 ( +g ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
97 96 2ralbii ( ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ↔ ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( +g ‘ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
98 93 97 sylibr ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) )
99 1 10 issubrng2 ( 𝑅 ∈ Rng → ( ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubRng ‘ 𝑅 ) ↔ ( ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ) )
100 99 adantr ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubRng ‘ 𝑅 ) ↔ ( ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑅 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ∀ 𝑦 ∈ ( 𝑍𝑆 ) ( 𝑥 ( .r𝑅 ) 𝑦 ) ∈ ( 𝑍𝑆 ) ) ) )
101 82 98 100 mpbir2and ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑆𝐵 ) → ( 𝑍𝑆 ) ∈ ( SubRng ‘ 𝑅 ) )