Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  elirng Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem elirng 33360
Description: Property for an element 𝑋 of a field 𝑅 to be integral over a subring 𝑆. (Contributed by Thierry Arnoux, 28-Jan-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
irngval.o 𝑂 = (𝑅 evalSub1 𝑆)
irngval.u 𝑈 = (𝑅s 𝑆)
irngval.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
irngval.0 0 = (0g𝑅)
elirng.r (𝜑𝑅 ∈ CRing)
elirng.s (𝜑𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
Assertion
Ref Expression
elirng (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑅 IntgRing 𝑆) ↔ (𝑋𝐵 ∧ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 )))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑓   𝑓,𝑂   𝑅,𝑓   𝑆,𝑓   𝑈,𝑓   𝑓,𝑋   𝜑,𝑓
Allowed substitution hint:   0 (𝑓)

Proof of Theorem elirng
StepHypRef Expression
1 irngval.o . . . . . 6 𝑂 = (𝑅 evalSub1 𝑆)
2 irngval.u . . . . . 6 𝑈 = (𝑅s 𝑆)
3 irngval.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝑅)
4 irngval.0 . . . . . 6 0 = (0g𝑅)
5 elirng.r . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
65crngringd 20185 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
7 elirng.s . . . . . . 7 (𝜑𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
83subrgss 20510 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑆𝐵)
97, 8syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑆𝐵)
101, 2, 3, 4, 6, 9irngval 33359 . . . . 5 (𝜑 → (𝑅 IntgRing 𝑆) = 𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)((𝑂𝑓) “ { 0 }))
1110eleq2d 2815 . . . 4 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑅 IntgRing 𝑆) ↔ 𝑋 𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)((𝑂𝑓) “ { 0 })))
12 eliun 5000 . . . 4 (𝑋 𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)((𝑂𝑓) “ { 0 }) ↔ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)𝑋 ∈ ((𝑂𝑓) “ { 0 }))
1311, 12bitrdi 287 . . 3 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑅 IntgRing 𝑆) ↔ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)𝑋 ∈ ((𝑂𝑓) “ { 0 })))
14 eqid 2728 . . . . . 6 (𝑅s 𝐵) = (𝑅s 𝐵)
15 eqid 2728 . . . . . 6 (Base‘(𝑅s 𝐵)) = (Base‘(𝑅s 𝐵))
166adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → 𝑅 ∈ Ring)
173fvexi 6911 . . . . . . 7 𝐵 ∈ V
1817a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → 𝐵 ∈ V)
19 eqid 2728 . . . . . . . . . . 11 (Poly1𝑈) = (Poly1𝑈)
201, 3, 14, 2, 19evls1rhm 22240 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑂 ∈ ((Poly1𝑈) RingHom (𝑅s 𝐵)))
215, 7, 20syl2anc 583 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑂 ∈ ((Poly1𝑈) RingHom (𝑅s 𝐵)))
22 eqid 2728 . . . . . . . . . 10 (Base‘(Poly1𝑈)) = (Base‘(Poly1𝑈))
2322, 15rhmf 20423 . . . . . . . . 9 (𝑂 ∈ ((Poly1𝑈) RingHom (𝑅s 𝐵)) → 𝑂:(Base‘(Poly1𝑈))⟶(Base‘(𝑅s 𝐵)))
2421, 23syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑂:(Base‘(Poly1𝑈))⟶(Base‘(𝑅s 𝐵)))
2524adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → 𝑂:(Base‘(Poly1𝑈))⟶(Base‘(𝑅s 𝐵)))
26 eqid 2728 . . . . . . . . 9 (Monic1p𝑈) = (Monic1p𝑈)
2719, 22, 26mon1pcl 26079 . . . . . . . 8 (𝑓 ∈ (Monic1p𝑈) → 𝑓 ∈ (Base‘(Poly1𝑈)))
2827adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → 𝑓 ∈ (Base‘(Poly1𝑈)))
2925, 28ffvelcdmd 7095 . . . . . 6 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → (𝑂𝑓) ∈ (Base‘(𝑅s 𝐵)))
3014, 3, 15, 16, 18, 29pwselbas 17470 . . . . 5 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → (𝑂𝑓):𝐵𝐵)
31 ffn 6722 . . . . 5 ((𝑂𝑓):𝐵𝐵 → (𝑂𝑓) Fn 𝐵)
32 fniniseg 7069 . . . . 5 ((𝑂𝑓) Fn 𝐵 → (𝑋 ∈ ((𝑂𝑓) “ { 0 }) ↔ (𝑋𝐵 ∧ ((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 )))
3330, 31, 323syl 18 . . . 4 ((𝜑𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)) → (𝑋 ∈ ((𝑂𝑓) “ { 0 }) ↔ (𝑋𝐵 ∧ ((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 )))
3433rexbidva 3173 . . 3 (𝜑 → (∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)𝑋 ∈ ((𝑂𝑓) “ { 0 }) ↔ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)(𝑋𝐵 ∧ ((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 )))
3513, 34bitrd 279 . 2 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑅 IntgRing 𝑆) ↔ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)(𝑋𝐵 ∧ ((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 )))
36 r19.42v 3187 . 2 (∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)(𝑋𝐵 ∧ ((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 ) ↔ (𝑋𝐵 ∧ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 ))
3735, 36bitrdi 287 1 (𝜑 → (𝑋 ∈ (𝑅 IntgRing 𝑆) ↔ (𝑋𝐵 ∧ ∃𝑓 ∈ (Monic1p𝑈)((𝑂𝑓)‘𝑋) = 0 )))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1534  wcel 2099  wrex 3067  Vcvv 3471  wss 3947  {csn 4629   ciun 4996  ccnv 5677  cima 5681   Fn wfn 6543  wf 6544  cfv 6548  (class class class)co 7420  Basecbs 17179  s cress 17208  0gc0g 17420  s cpws 17427  Ringcrg 20172  CRingccrg 20173   RingHom crh 20407  SubRingcsubrg 20505  Poly1cpl1 22095   evalSub1 ces1 22231  Monic1pcmn1 26060   IntgRing cirng 33357
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-isom 6557  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7685  df-ofr 7686  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-supp 8166  df-frecs 8286  df-wrecs 8317  df-recs 8391  df-rdg 8430  df-1o 8486  df-er 8724  df-map 8846  df-pm 8847  df-ixp 8916  df-en 8964  df-dom 8965  df-sdom 8966  df-fin 8967  df-fsupp 9386  df-sup 9465  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-seq 13999  df-hash 14322  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-ress 17209  df-plusg 17245  df-mulr 17246  df-sca 17248  df-vsca 17249  df-ip 17250  df-tset 17251  df-ple 17252  df-ds 17254  df-hom 17256  df-cco 17257  df-0g 17422  df-gsum 17423  df-prds 17428  df-pws 17430  df-mre 17565  df-mrc 17566  df-acs 17568  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-mhm 18739  df-submnd 18740  df-grp 18892  df-minusg 18893  df-sbg 18894  df-mulg 19023  df-subg 19077  df-ghm 19167  df-cntz 19267  df-cmn 19736  df-abl 19737  df-mgp 20074  df-rng 20092  df-ur 20121  df-srg 20126  df-ring 20174  df-cring 20175  df-rhm 20410  df-subrng 20482  df-subrg 20507  df-lmod 20744  df-lss 20815  df-lsp 20855  df-assa 21786  df-asp 21787  df-ascl 21788  df-psr 21841  df-mvr 21842  df-mpl 21843  df-opsr 21845  df-evls 22017  df-psr1 22098  df-ply1 22100  df-evls1 22233  df-mon1 26065  df-irng 33358
This theorem is referenced by:  irngss  33361  irngssv  33362  0ringirng  33363  irngnzply1lem  33364  irngnzply1  33365  irredminply  33384
  Copyright terms: Public domain W3C validator
OSZAR »