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Theorem qusrng

Description: The quotient structure of a non-unital ring is a non-unital ring ( qusring2 analog). (Contributed by AV, 23-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses qusrng.u ( 𝜑𝑈 = ( 𝑅 /s ) )
qusrng.v ( 𝜑𝑉 = ( Base ‘ 𝑅 ) )
qusrng.p + = ( +g𝑅 )
qusrng.t · = ( .r𝑅 )
qusrng.r ( 𝜑 Er 𝑉 )
qusrng.e1 ( 𝜑 → ( ( 𝑎 𝑝𝑏 𝑞 ) → ( 𝑎 + 𝑏 ) ( 𝑝 + 𝑞 ) ) )
qusrng.e2 ( 𝜑 → ( ( 𝑎 𝑝𝑏 𝑞 ) → ( 𝑎 · 𝑏 ) ( 𝑝 · 𝑞 ) ) )
qusrng.x ( 𝜑𝑅 ∈ Rng )
Assertion qusrng ( 𝜑𝑈 ∈ Rng )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qusrng.u ( 𝜑𝑈 = ( 𝑅 /s ) )
2 qusrng.v ( 𝜑𝑉 = ( Base ‘ 𝑅 ) )
3 qusrng.p + = ( +g𝑅 )
4 qusrng.t · = ( .r𝑅 )
5 qusrng.r ( 𝜑 Er 𝑉 )
6 qusrng.e1 ( 𝜑 → ( ( 𝑎 𝑝𝑏 𝑞 ) → ( 𝑎 + 𝑏 ) ( 𝑝 + 𝑞 ) ) )
7 qusrng.e2 ( 𝜑 → ( ( 𝑎 𝑝𝑏 𝑞 ) → ( 𝑎 · 𝑏 ) ( 𝑝 · 𝑞 ) ) )
8 qusrng.x ( 𝜑𝑅 ∈ Rng )
9 eqid ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) = ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] )
10 fvex ( Base ‘ 𝑅 ) ∈ V
11 2 10 eqeltrdi ( 𝜑𝑉 ∈ V )
12 erex ( Er 𝑉 → ( 𝑉 ∈ V → ∈ V ) )
13 5 11 12 sylc ( 𝜑 ∈ V )
14 1 2 9 13 8 qusval ( 𝜑𝑈 = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) “s 𝑅 ) )
15 1 2 9 13 8 quslem ( 𝜑 → ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) : 𝑉onto→ ( 𝑉 / ) )
16 8 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑅 ∈ Rng )
17 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑥𝑉 )
18 2 eleq2d ( 𝜑 → ( 𝑥𝑉𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
19 18 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥𝑉𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
20 17 19 mpbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
21 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑦𝑉 )
22 2 eleq2d ( 𝜑 → ( 𝑦𝑉𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
23 22 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑦𝑉𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
24 21 23 mpbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
25 eqid ( Base ‘ 𝑅 ) = ( Base ‘ 𝑅 )
26 25 3 rngacl ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
27 16 20 24 26 syl3anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
28 2 eleq2d ( 𝜑 → ( ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ 𝑉 ↔ ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
29 28 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ 𝑉 ↔ ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
30 27 29 mpbird ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ 𝑉 )
31 5 11 9 30 6 ercpbl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝑉𝑏𝑉 ) ∧ ( 𝑝𝑉𝑞𝑉 ) ) → ( ( ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑎 ) = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑝 ) ∧ ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑏 ) = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑞 ) ) → ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ ( 𝑎 + 𝑏 ) ) = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ ( 𝑝 + 𝑞 ) ) ) )
32 25 4 rngcl ( ( 𝑅 ∈ Rng ∧ 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
33 16 20 24 32 syl3anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
34 2 eleq2d ( 𝜑 → ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ 𝑉 ↔ ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
35 34 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ 𝑉 ↔ ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) )
36 33 35 mpbird ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 · 𝑦 ) ∈ 𝑉 )
37 5 11 9 36 7 ercpbl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝑉𝑏𝑉 ) ∧ ( 𝑝𝑉𝑞𝑉 ) ) → ( ( ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑎 ) = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑝 ) ∧ ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑏 ) = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ 𝑞 ) ) → ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ ( 𝑎 · 𝑏 ) ) = ( ( 𝑢𝑉 ↦ [ 𝑢 ] ) ‘ ( 𝑝 · 𝑞 ) ) ) )
38 14 2 3 4 15 31 37 8 imasrng ( 𝜑𝑈 ∈ Rng )