Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  zringlpirlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zringlpirlem1 19651
 Description: Lemma for zringlpir 19656. A nonzero ideal of integers contains some positive integers. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Jan-2015.) (Revised by AV, 9-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
zringlpirlem.i (𝜑𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring))
zringlpirlem.n0 (𝜑𝐼 ≠ {0})
Assertion
Ref Expression
zringlpirlem1 (𝜑 → (𝐼 ∩ ℕ) ≠ ∅)

Proof of Theorem zringlpirlem1
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simplr 788 . . . . . 6 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → 𝑎𝐼)
2 eleq1 2676 . . . . . 6 ((abs‘𝑎) = 𝑎 → ((abs‘𝑎) ∈ 𝐼𝑎𝐼))
31, 2syl5ibrcom 236 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → ((abs‘𝑎) = 𝑎 → (abs‘𝑎) ∈ 𝐼))
4 zsubrg 19618 . . . . . . . . . . 11 ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld)
5 subrgsubg 18609 . . . . . . . . . . 11 (ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℤ ∈ (SubGrp‘ℂfld))
64, 5ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ℤ ∈ (SubGrp‘ℂfld)
7 zringlpirlem.i . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring))
8 zringbas 19643 . . . . . . . . . . . . 13 ℤ = (Base‘ℤring)
9 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . 13 (LIdeal‘ℤring) = (LIdeal‘ℤring)
108, 9lidlss 19031 . . . . . . . . . . . 12 (𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring) → 𝐼 ⊆ ℤ)
117, 10syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐼 ⊆ ℤ)
1211sselda 3568 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐼) → 𝑎 ∈ ℤ)
13 df-zring 19638 . . . . . . . . . . 11 ring = (ℂflds ℤ)
14 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (invg‘ℂfld) = (invg‘ℂfld)
15 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (invg‘ℤring) = (invg‘ℤring)
1613, 14, 15subginv 17424 . . . . . . . . . 10 ((ℤ ∈ (SubGrp‘ℂfld) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((invg‘ℂfld)‘𝑎) = ((invg‘ℤring)‘𝑎))
176, 12, 16sylancr 694 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐼) → ((invg‘ℂfld)‘𝑎) = ((invg‘ℤring)‘𝑎))
1812zcnd 11359 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑎𝐼) → 𝑎 ∈ ℂ)
19 cnfldneg 19591 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ ℂ → ((invg‘ℂfld)‘𝑎) = -𝑎)
2018, 19syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐼) → ((invg‘ℂfld)‘𝑎) = -𝑎)
2117, 20eqtr3d 2646 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎𝐼) → ((invg‘ℤring)‘𝑎) = -𝑎)
22 zringring 19640 . . . . . . . . . 10 ring ∈ Ring
2322a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐼) → ℤring ∈ Ring)
247adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐼) → 𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring))
25 simpr 476 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑎𝐼) → 𝑎𝐼)
269, 15lidlnegcl 19035 . . . . . . . . 9 ((ℤring ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝑎𝐼) → ((invg‘ℤring)‘𝑎) ∈ 𝐼)
2723, 24, 25, 26syl3anc 1318 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑎𝐼) → ((invg‘ℤring)‘𝑎) ∈ 𝐼)
2821, 27eqeltrrd 2689 . . . . . . 7 ((𝜑𝑎𝐼) → -𝑎𝐼)
2928adantr 480 . . . . . 6 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → -𝑎𝐼)
30 eleq1 2676 . . . . . 6 ((abs‘𝑎) = -𝑎 → ((abs‘𝑎) ∈ 𝐼 ↔ -𝑎𝐼))
3129, 30syl5ibrcom 236 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → ((abs‘𝑎) = -𝑎 → (abs‘𝑎) ∈ 𝐼))
3212zred 11358 . . . . . . 7 ((𝜑𝑎𝐼) → 𝑎 ∈ ℝ)
3332absord 14002 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝐼) → ((abs‘𝑎) = 𝑎 ∨ (abs‘𝑎) = -𝑎))
3433adantr 480 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → ((abs‘𝑎) = 𝑎 ∨ (abs‘𝑎) = -𝑎))
353, 31, 34mpjaod 395 . . . 4 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → (abs‘𝑎) ∈ 𝐼)
36 nnabscl 13913 . . . . 5 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ≠ 0) → (abs‘𝑎) ∈ ℕ)
3712, 36sylan 487 . . . 4 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → (abs‘𝑎) ∈ ℕ)
3835, 37elind 3760 . . 3 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → (abs‘𝑎) ∈ (𝐼 ∩ ℕ))
39 ne0i 3880 . . 3 ((abs‘𝑎) ∈ (𝐼 ∩ ℕ) → (𝐼 ∩ ℕ) ≠ ∅)
4038, 39syl 17 . 2 (((𝜑𝑎𝐼) ∧ 𝑎 ≠ 0) → (𝐼 ∩ ℕ) ≠ ∅)
4122a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℤring ∈ Ring)
42 zringlpirlem.n0 . . 3 (𝜑𝐼 ≠ {0})
43 zring0 19647 . . . 4 0 = (0g‘ℤring)
449, 43lidlnz 19049 . . 3 ((ℤring ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ (LIdeal‘ℤring) ∧ 𝐼 ≠ {0}) → ∃𝑎𝐼 𝑎 ≠ 0)
4541, 7, 42, 44syl3anc 1318 . 2 (𝜑 → ∃𝑎𝐼 𝑎 ≠ 0)
4640, 45r19.29a 3060 1 (𝜑 → (𝐼 ∩ ℕ) ≠ ∅)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∃wrex 2897   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  {csn 4125  ‘cfv 5804  ℂcc 9813  0cc0 9815  -cneg 10146  ℕcn 10897  ℤcz 11254  abscabs 13822  invgcminusg 17246  SubGrpcsubg 17411  Ringcrg 18370  SubRingcsubrg 18599  LIdealclidl 18991  ℂfldccnfld 19567  ℤringzring 19637 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-seq 12664  df-exp 12723  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-0g 15925  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-sbg 17250  df-subg 17414  df-cmn 18018  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-subrg 18601  df-lmod 18688  df-lss 18754  df-sra 18993  df-rgmod 18994  df-lidl 18995  df-cnfld 19568  df-zring 19638 This theorem is referenced by:  zringlpirlem2  19652  zringlpirlem3  19653
 Copyright terms: Public domain W3C validator