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Theorem rngcom 15647
Description: Commutativity of the additive group of a ring. (See also lmodcom 15945.) (Contributed by Gérard Lang, 4-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
rngacl.b  |-  B  =  ( Base `  R
)
rngacl.p  |-  .+  =  ( +g  `  R )
Assertion
Ref Expression
rngcom  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y )  =  ( Y  .+  X
) )

Proof of Theorem rngcom
StepHypRef Expression
1 simp1 957 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  R  e.  Ring )
2 rngacl.b . . . . . . . . . . 11  |-  B  =  ( Base `  R
)
3 eqid 2404 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1r
`  R )  =  ( 1r `  R
)
42, 3rngidcl 15639 . . . . . . . . . 10  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( 1r
`  R )  e.  B )
51, 4syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( 1r `  R )  e.  B )
6 rngacl.p . . . . . . . . . 10  |-  .+  =  ( +g  `  R )
72, 6rngacl 15646 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( 1r `  R )  e.  B  /\  ( 1r
`  R )  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
)  .+  ( 1r `  R ) )  e.  B )
81, 5, 5, 7syl3anc 1184 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
)  .+  ( 1r `  R ) )  e.  B )
9 simp2 958 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  X  e.  B )
10 simp3 959 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  Y  e.  B )
11 eqid 2404 . . . . . . . . 9  |-  ( .r
`  R )  =  ( .r `  R
)
122, 6, 11rngdi 15637 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) )  e.  B  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  -> 
( ( ( 1r
`  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) )  =  ( ( ( ( 1r `  R
)  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) X )  .+  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) Y ) ) )
131, 8, 9, 10, 12syl13anc 1186 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) ( X  .+  Y ) )  =  ( ( ( ( 1r `  R ) 
.+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) X )  .+  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) Y ) ) )
142, 6rngacl 15646 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y )  e.  B )
152, 6, 11rngdir 15638 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
( 1r `  R
)  e.  B  /\  ( 1r `  R )  e.  B  /\  ( X  .+  Y )  e.  B ) )  -> 
( ( ( 1r
`  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) )  =  ( ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) ( X  .+  Y ) )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) ( X  .+  Y ) ) ) )
161, 5, 5, 14, 15syl13anc 1186 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) ( X  .+  Y ) )  =  ( ( ( 1r
`  R ) ( .r `  R ) ( X  .+  Y
) )  .+  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) ) ) )
1713, 16eqtr3d 2438 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( ( 1r
`  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) X ) 
.+  ( ( ( 1r `  R ) 
.+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) Y ) )  =  ( ( ( 1r
`  R ) ( .r `  R ) ( X  .+  Y
) )  .+  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) ) ) )
182, 6, 11rngdir 15638 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
( 1r `  R
)  e.  B  /\  ( 1r `  R )  e.  B  /\  X  e.  B ) )  -> 
( ( ( 1r
`  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) X )  =  ( ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) X )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) X ) ) )
191, 5, 5, 9, 18syl13anc 1186 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) X )  =  ( ( ( 1r
`  R ) ( .r `  R ) X )  .+  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) X ) ) )
202, 11, 3rnglidm 15642 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) X )  =  X )
211, 9, 20syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) X )  =  X )
2221, 21oveq12d 6058 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) X )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) X ) )  =  ( X  .+  X ) )
2319, 22eqtrd 2436 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) X )  =  ( X  .+  X
) )
242, 6, 11rngdir 15638 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
( 1r `  R
)  e.  B  /\  ( 1r `  R )  e.  B  /\  Y  e.  B ) )  -> 
( ( ( 1r
`  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) Y )  =  ( ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) Y )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) Y ) ) )
251, 5, 5, 10, 24syl13anc 1186 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) Y )  =  ( ( ( 1r
`  R ) ( .r `  R ) Y )  .+  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) Y ) ) )
262, 11, 3rnglidm 15642 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) Y )  =  Y )
271, 10, 26syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) Y )  =  Y )
2827, 27oveq12d 6058 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) Y )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) Y ) )  =  ( Y  .+  Y ) )
2925, 28eqtrd 2436 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) Y )  =  ( Y  .+  Y
) )
3023, 29oveq12d 6058 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( ( 1r
`  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) X ) 
.+  ( ( ( 1r `  R ) 
.+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R ) Y ) )  =  ( ( X  .+  X )  .+  ( Y  .+  Y ) ) )
312, 11, 3rnglidm 15642 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( X  .+  Y )  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) )  =  ( X  .+  Y ) )
321, 14, 31syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) )  =  ( X  .+  Y ) )
3332, 32oveq12d 6058 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) ( X  .+  Y ) )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) ( X  .+  Y ) ) )  =  ( ( X 
.+  Y )  .+  ( X  .+  Y ) ) )
3417, 30, 333eqtr3d 2444 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  ( Y  .+  Y ) )  =  ( ( X  .+  Y )  .+  ( X  .+  Y ) ) )
35 rnggrp 15624 . . . . . . 7  |-  ( R  e.  Ring  ->  R  e. 
Grp )
361, 35syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  R  e.  Grp )
372, 6rngacl 15646 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  X  e.  B )  ->  ( X  .+  X )  e.  B )
381, 9, 9, 37syl3anc 1184 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  X )  e.  B )
392, 6grpass 14774 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( ( X  .+  X )  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  Y  e.  B
) )  ->  (
( ( X  .+  X )  .+  Y
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  X )  .+  ( Y  .+  Y ) ) )
4036, 38, 10, 10, 39syl13anc 1186 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( X  .+  X )  .+  Y
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  X )  .+  ( Y  .+  Y ) ) )
412, 6grpass 14774 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( ( X  .+  Y )  e.  B  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B
) )  ->  (
( ( X  .+  Y )  .+  X
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  Y )  .+  ( X  .+  Y ) ) )
4236, 14, 9, 10, 41syl13anc 1186 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( X  .+  Y )  .+  X
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  Y )  .+  ( X  .+  Y ) ) )
4334, 40, 423eqtr4d 2446 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( X  .+  X )  .+  Y
)  .+  Y )  =  ( ( ( X  .+  Y ) 
.+  X )  .+  Y ) )
442, 6rngacl 15646 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( X  .+  X )  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  e.  B )
451, 38, 10, 44syl3anc 1184 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  e.  B )
462, 6rngacl 15646 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( X  .+  Y )  e.  B  /\  X  e.  B )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  e.  B )
471, 14, 9, 46syl3anc 1184 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  e.  B )
482, 6grprcan 14793 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( ( ( X 
.+  X )  .+  Y )  e.  B  /\  ( ( X  .+  Y )  .+  X
)  e.  B  /\  Y  e.  B )
)  ->  ( (
( ( X  .+  X )  .+  Y
)  .+  Y )  =  ( ( ( X  .+  Y ) 
.+  X )  .+  Y )  <->  ( ( X  .+  X )  .+  Y )  =  ( ( X  .+  Y
)  .+  X )
) )
4936, 45, 47, 10, 48syl13anc 1186 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( ( X 
.+  X )  .+  Y )  .+  Y
)  =  ( ( ( X  .+  Y
)  .+  X )  .+  Y )  <->  ( ( X  .+  X )  .+  Y )  =  ( ( X  .+  Y
)  .+  X )
) )
5043, 49mpbid 202 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  Y )  .+  X ) )
512, 6grpass 14774 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  =  ( X  .+  ( X  .+  Y ) ) )
5236, 9, 9, 10, 51syl13anc 1186 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  =  ( X  .+  ( X  .+  Y ) ) )
532, 6grpass 14774 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  X  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) ) )
5436, 9, 10, 9, 53syl13anc 1186 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) ) )
5550, 52, 543eqtr3d 2444 . 2  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  ( X  .+  Y ) )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) ) )
562, 6rngacl 15646 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  Y  e.  B  /\  X  e.  B )  ->  ( Y  .+  X )  e.  B )
57563com23 1159 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( Y  .+  X )  e.  B )
582, 6grplcan 14812 . . 3  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( ( X  .+  Y )  e.  B  /\  ( Y  .+  X
)  e.  B  /\  X  e.  B )
)  ->  ( ( X  .+  ( X  .+  Y ) )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) )  <-> 
( X  .+  Y
)  =  ( Y 
.+  X ) ) )
5936, 14, 57, 9, 58syl13anc 1186 . 2  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  ( X  .+  Y ) )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) )  <->  ( X  .+  Y )  =  ( Y  .+  X ) ) )
6055, 59mpbid 202 1  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y )  =  ( Y  .+  X
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   Basecbs 13424   +g cplusg 13484   .rcmulr 13485   Grpcgrp 14640   Ringcrg 15615   1rcur 15617
This theorem is referenced by:  rngabl  15648
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-er 6864  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-nn 9957  df-2 10014  df-ndx 13427  df-slot 13428  df-base 13429  df-sets 13430  df-plusg 13497  df-0g 13682  df-mnd 14645  df-grp 14767  df-minusg 14768  df-mgp 15604  df-rng 15618  df-ur 15620
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