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Theorem rngcom 16663
Description: Commutativity of the additive group of a ring. (See also lmodcom 16971.) (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 983 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  R  e.  Ring )
2 rngacl.b . . . . . . . . . . 11  |-  B  =  ( Base `  R
)
3 eqid 2441 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1r
`  R )  =  ( 1r `  R
)
42, 3rngidcl 16655 . . . . . . . . . 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 16662 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( 1r `  R )  e.  B  /\  ( 1r
`  R )  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
)  .+  ( 1r `  R ) )  e.  B )
81, 5, 5, 7syl3anc 1213 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
)  .+  ( 1r `  R ) )  e.  B )
9 simp2 984 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  X  e.  B )
10 simp3 985 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  Y  e.  B )
11 eqid 2441 . . . . . . . . 9  |-  ( .r
`  R )  =  ( .r `  R
)
122, 6, 11rngdi 16653 . . . . . . . 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 1215 . . . . . . 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 16662 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y )  e.  B )
152, 6, 11rngdir 16654 . . . . . . . 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 1215 . . . . . . 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 2475 . . . . . 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 16654 . . . . . . . . 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 1215 . . . . . . . 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 16658 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) X )  =  X )
211, 9, 20syl2anc 656 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) X )  =  X )
2221, 21oveq12d 6108 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) X )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) X ) )  =  ( X  .+  X ) )
2319, 22eqtrd 2473 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) X )  =  ( X  .+  X
) )
242, 6, 11rngdir 16654 . . . . . . . . 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 1215 . . . . . . . 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 16658 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) Y )  =  Y )
271, 10, 26syl2anc 656 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) Y )  =  Y )
2827, 27oveq12d 6108 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R ) ( .r
`  R ) Y )  .+  ( ( 1r `  R ) ( .r `  R
) Y ) )  =  ( Y  .+  Y ) )
2925, 28eqtrd 2473 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( 1r `  R )  .+  ( 1r `  R ) ) ( .r `  R
) Y )  =  ( Y  .+  Y
) )
3023, 29oveq12d 6108 . . . . . 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 16658 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( X  .+  Y )  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) )  =  ( X  .+  Y ) )
321, 14, 31syl2anc 656 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( 1r `  R
) ( .r `  R ) ( X 
.+  Y ) )  =  ( X  .+  Y ) )
3332, 32oveq12d 6108 . . . . . 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 2481 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  ( Y  .+  Y ) )  =  ( ( X  .+  Y )  .+  ( X  .+  Y ) ) )
35 rnggrp 16640 . . . . . . 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 16662 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  X  e.  B )  ->  ( X  .+  X )  e.  B )
381, 9, 9, 37syl3anc 1213 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  X )  e.  B )
392, 6grpass 15545 . . . . . 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 1215 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( X  .+  X )  .+  Y
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  X )  .+  ( Y  .+  Y ) ) )
412, 6grpass 15545 . . . . . 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 1215 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( X  .+  Y )  .+  X
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  Y )  .+  ( X  .+  Y ) ) )
4334, 40, 423eqtr4d 2483 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( ( X  .+  X )  .+  Y
)  .+  Y )  =  ( ( ( X  .+  Y ) 
.+  X )  .+  Y ) )
442, 6rngacl 16662 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( X  .+  X )  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  e.  B )
451, 38, 10, 44syl3anc 1213 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  e.  B )
462, 6rngacl 16662 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  ( X  .+  Y )  e.  B  /\  X  e.  B )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  e.  B )
471, 14, 9, 46syl3anc 1213 . . . . 5  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  e.  B )
482, 6grprcan 15564 . . . . 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 1215 . . . 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 210 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  =  ( ( X 
.+  Y )  .+  X ) )
512, 6grpass 15545 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  =  ( X  .+  ( X  .+  Y ) ) )
5236, 9, 9, 10, 51syl13anc 1215 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  X
)  .+  Y )  =  ( X  .+  ( X  .+  Y ) ) )
532, 6grpass 15545 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Grp  /\  ( X  e.  B  /\  Y  e.  B  /\  X  e.  B
) )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) ) )
5436, 9, 10, 9, 53syl13anc 1215 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  Y
)  .+  X )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) ) )
5550, 52, 543eqtr3d 2481 . 2  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  ( X  .+  Y ) )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) ) )
562, 6rngacl 16662 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  Y  e.  B  /\  X  e.  B )  ->  ( Y  .+  X )  e.  B )
57563com23 1188 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( Y  .+  X )  e.  B )
582, 6grplcan 15583 . . 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 1215 . 2  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  (
( X  .+  ( X  .+  Y ) )  =  ( X  .+  ( Y  .+  X ) )  <->  ( X  .+  Y )  =  ( Y  .+  X ) ) )
6055, 59mpbid 210 1  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  X  e.  B  /\  Y  e.  B )  ->  ( X  .+  Y )  =  ( Y  .+  X
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ w3a 960    = wceq 1364    e. wcel 1761   ` cfv 5415  (class class class)co 6090   Basecbs 14170   +g cplusg 14234   .rcmulr 14235   Grpcgrp 15406   1rcur 16593   Ringcrg 16635
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-8 1763  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-rep 4400  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pow 4467  ax-pr 4528  ax-un 6371  ax-cnex 9334  ax-resscn 9335  ax-1cn 9336  ax-icn 9337  ax-addcl 9338  ax-addrcl 9339  ax-mulcl 9340  ax-mulrcl 9341  ax-mulcom 9342  ax-addass 9343  ax-mulass 9344  ax-distr 9345  ax-i2m1 9346  ax-1ne0 9347  ax-1rid 9348  ax-rnegex 9349  ax-rrecex 9350  ax-cnre 9351  ax-pre-lttri 9352  ax-pre-lttrn 9353  ax-pre-ltadd 9354  ax-pre-mulgt0 9355
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 961  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-nel 2607  df-ral 2718  df-rex 2719  df-reu 2720  df-rmo 2721  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-pss 3341  df-nul 3635  df-if 3789  df-pw 3859  df-sn 3875  df-pr 3877  df-tp 3879  df-op 3881  df-uni 4089  df-iun 4170  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-tr 4383  df-eprel 4628  df-id 4632  df-po 4637  df-so 4638  df-fr 4675  df-we 4677  df-ord 4718  df-on 4719  df-lim 4720  df-suc 4721  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-f1 5420  df-fo 5421  df-f1o 5422  df-fv 5423  df-riota 6049  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-recs 6828  df-rdg 6862  df-er 7097  df-en 7307  df-dom 7308  df-sdom 7309  df-pnf 9416  df-mnf 9417  df-xr 9418  df-ltxr 9419  df-le 9420  df-sub 9593  df-neg 9594  df-nn 10319  df-2 10376  df-ndx 14173  df-slot 14174  df-base 14175  df-sets 14176  df-plusg 14247  df-0g 14376  df-mnd 15411  df-grp 15538  df-minusg 15539  df-mgp 16582  df-ur 16594  df-rng 16637
This theorem is referenced by:  rngabl  16664
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