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Theorem ringdilem

Description: Properties of a unital ring. (Contributed by NM, 26-Aug-2011) (Revised by Mario Carneiro, 6-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses ringdilem.b ⊢ 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
ringdilem.p ⊢ + = ( +g ‘ 𝑅 )
ringdilem.t ⊢ · = ( .r ‘ 𝑅 )
Assertion ringdilem ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝑋 · ( 𝑌 + 𝑍 ) ) = ( ( 𝑋 · 𝑌 ) + ( 𝑋 · 𝑍 ) ) ∧ ( ( 𝑋 + 𝑌 ) · 𝑍 ) = ( ( 𝑋 · 𝑍 ) + ( 𝑌 · 𝑍 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ringdilem.b ⊢ 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
2 ringdilem.p ⊢ + = ( +g ‘ 𝑅 )
3 ringdilem.t ⊢ · = ( .r ‘ 𝑅 )
4 eqid ⊢ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) = ( mulGrp ‘ 𝑅 )
5 1 4 2 3 isring ⊢ ( 𝑅 ∈ Ring ↔ ( 𝑅 ∈ Grp ∧ ( mulGrp ‘ 𝑅 ) ∈ Mnd ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐵 ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) ) )
6 5 simp3bi ⊢ ( 𝑅 ∈ Ring → ∀ 𝑥 ∈ 𝐵 ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) )
7 6 adantr ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → ∀ 𝑥 ∈ 𝐵 ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) )
8 simpr1 ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → 𝑥 ∈ 𝐵 )
9 rsp ⊢ ( ∀ 𝑥 ∈ 𝐵 ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) → ( 𝑥 ∈ 𝐵 → ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) ) )
10 7 8 9 sylc ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) )
11 simpr2 ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → 𝑦 ∈ 𝐵 )
12 rsp ⊢ ( ∀ 𝑦 ∈ 𝐵 ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) → ( 𝑦 ∈ 𝐵 → ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) ) )
13 10 11 12 sylc ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) )
14 simpr3 ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → 𝑧 ∈ 𝐵 )
15 rsp ⊢ ( ∀ 𝑧 ∈ 𝐵 ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) → ( 𝑧 ∈ 𝐵 → ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) ) )
16 13 14 15 sylc ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) ∧ ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) ) )
17 16 simpld ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → ( 𝑥 · ( 𝑦 + 𝑧 ) ) = ( ( 𝑥 · 𝑦 ) + ( 𝑥 · 𝑧 ) ) )
18 17 caovdig ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ) ) → ( 𝑋 · ( 𝑌 + 𝑍 ) ) = ( ( 𝑋 · 𝑌 ) + ( 𝑋 · 𝑍 ) ) )
19 16 simprd ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝑥 + 𝑦 ) · 𝑧 ) = ( ( 𝑥 · 𝑧 ) + ( 𝑦 · 𝑧 ) ) )
20 19 caovdirg ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) · 𝑍 ) = ( ( 𝑋 · 𝑍 ) + ( 𝑌 · 𝑍 ) ) )
21 18 20 jca ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ ( 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝑋 · ( 𝑌 + 𝑍 ) ) = ( ( 𝑋 · 𝑌 ) + ( 𝑋 · 𝑍 ) ) ∧ ( ( 𝑋 + 𝑌 ) · 𝑍 ) = ( ( 𝑋 · 𝑍 ) + ( 𝑌 · 𝑍 ) ) ) )