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Theorem isdomn3 27500
Description: Nonzero elements form a multiplicative submonoid of any domain. (Contributed by Stefan O'Rear, 11-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
isdomn3.b  |-  B  =  ( Base `  R
)
isdomn3.z  |-  .0.  =  ( 0g `  R )
isdomn3.u  |-  U  =  (mulGrp `  R )
Assertion
Ref Expression
isdomn3  |-  ( R  e. Domn 
<->  ( R  e.  Ring  /\  ( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U ) ) )

Proof of Theorem isdomn3
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isdomn3.b . . 3  |-  B  =  ( Base `  R
)
2 eqid 2436 . . 3  |-  ( .r
`  R )  =  ( .r `  R
)
3 isdomn3.z . . 3  |-  .0.  =  ( 0g `  R )
41, 2, 3isdomn 16354 . 2  |-  ( R  e. Domn 
<->  ( R  e. NzRing  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) ) )
5 eqid 2436 . . . . . 6  |-  ( 1r
`  R )  =  ( 1r `  R
)
65, 3isnzr 16330 . . . . 5  |-  ( R  e. NzRing 
<->  ( R  e.  Ring  /\  ( 1r `  R
)  =/=  .0.  )
)
76anbi1i 677 . . . 4  |-  ( ( R  e. NzRing  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( (
x ( .r `  R ) y )  =  .0.  ->  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) )  <->  ( ( R  e.  Ring  /\  ( 1r `  R )  =/= 
.0.  )  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) ) )
8 anass 631 . . . 4  |-  ( ( ( R  e.  Ring  /\  ( 1r `  R
)  =/=  .0.  )  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( ( x ( .r `  R ) y )  =  .0. 
->  ( x  =  .0. 
\/  y  =  .0.  ) ) )  <->  ( R  e.  Ring  /\  ( ( 1r `  R )  =/= 
.0.  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( (
x ( .r `  R ) y )  =  .0.  ->  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) ) ) )
97, 8bitri 241 . . 3  |-  ( ( R  e. NzRing  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( (
x ( .r `  R ) y )  =  .0.  ->  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) )  <->  ( R  e.  Ring  /\  ( ( 1r `  R )  =/= 
.0.  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( (
x ( .r `  R ) y )  =  .0.  ->  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) ) ) )
101, 5rngidcl 15684 . . . . . . 7  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( 1r
`  R )  e.  B )
11 eldifsn 3927 . . . . . . . 8  |-  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  <->  ( ( 1r `  R )  e.  B  /\  ( 1r
`  R )  =/= 
.0.  ) )
1211baibr 873 . . . . . . 7  |-  ( ( 1r `  R )  e.  B  ->  (
( 1r `  R
)  =/=  .0.  <->  ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
1310, 12syl 16 . . . . . 6  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( ( 1r `  R )  =/=  .0.  <->  ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
141, 2rngcl 15677 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  (
x ( .r `  R ) y )  e.  B )
15143expb 1154 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( x
( .r `  R
) y )  e.  B )
1615biantrurd 495 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( (
x ( .r `  R ) y )  =/=  .0.  <->  ( (
x ( .r `  R ) y )  e.  B  /\  (
x ( .r `  R ) y )  =/=  .0.  ) ) )
17 eldifsn 3927 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  <->  ( (
x ( .r `  R ) y )  e.  B  /\  (
x ( .r `  R ) y )  =/=  .0.  ) )
1816, 17syl6bbr 255 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( (
x ( .r `  R ) y )  =/=  .0.  <->  ( x
( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
1918imbi2d 308 . . . . . . . 8  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
x  e.  B  /\  y  e.  B )
)  ->  ( (
( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  =/=  .0.  )  <->  ( ( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) ) ) )
20192ralbidva 2745 . . . . . . 7  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  =/=  .0.  )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) ) ) )
21 con34b 284 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
)  <->  ( -.  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )  ->  -.  ( x ( .r `  R ) y )  =  .0.  ) )
22 neanior 2689 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  <->  -.  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
)
23 df-ne 2601 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x ( .r `  R ) y )  =/=  .0.  <->  -.  (
x ( .r `  R ) y )  =  .0.  )
2422, 23imbi12i 317 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  =/=  .0.  )  <->  ( -.  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )  ->  -.  ( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  )
)
2521, 24bitr4i 244 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
)  <->  ( ( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  (
x ( .r `  R ) y )  =/=  .0.  ) )
26252ralbii 2731 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
)  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( ( x  =/= 
.0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r `  R
) y )  =/= 
.0.  ) )
27 impexp 434 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B )  /\  (
x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  ) )  ->  ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  <->  ( (
x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  ( ( x  =/= 
.0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
28 an4 798 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B
)  /\  ( x  =/=  .0.  /\  y  =/= 
.0.  ) )  <->  ( (
x  e.  B  /\  x  =/=  .0.  )  /\  ( y  e.  B  /\  y  =/=  .0.  ) ) )
29 eldifsn 3927 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  e.  ( B  \  {  .0.  } )  <->  ( x  e.  B  /\  x  =/=  .0.  ) )
30 eldifsn 3927 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  ( B  \  {  .0.  } )  <->  ( y  e.  B  /\  y  =/=  .0.  ) )
3129, 30anbi12i 679 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  ( B 
\  {  .0.  }
)  /\  y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  <->  ( (
x  e.  B  /\  x  =/=  .0.  )  /\  ( y  e.  B  /\  y  =/=  .0.  ) ) )
3228, 31bitr4i 244 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B
)  /\  ( x  =/=  .0.  /\  y  =/= 
.0.  ) )  <->  ( x  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
3332imbi1i 316 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B )  /\  (
x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  ) )  ->  ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  <->  ( (
x  e.  ( B 
\  {  .0.  }
)  /\  y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  ->  (
x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
3427, 33bitr3i 243 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B
)  ->  ( (
x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  -> 
( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) ) )  <->  ( (
x  e.  ( B 
\  {  .0.  }
)  /\  y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  ->  (
x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
35342albii 1576 . . . . . . . 8  |-  ( A. x A. y ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  ( ( x  =/= 
.0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )  <->  A. x A. y ( ( x  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  -> 
( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) ) )
36 r2al 2742 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) )  <->  A. x A. y ( ( x  e.  B  /\  y  e.  B )  ->  (
( x  =/=  .0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) ) ) )
37 r2al 2742 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  <->  A. x A. y
( ( x  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  -> 
( x ( .r
`  R ) y )  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) ) )
3835, 36, 373bitr4ri 270 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( ( x  =/= 
.0.  /\  y  =/=  .0.  )  ->  ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
3920, 26, 383bitr4g 280 . . . . . 6  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
)  <->  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) )
4013, 39anbi12d 692 . . . . 5  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( ( ( 1r `  R
)  =/=  .0.  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) )  <->  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
41 isdomn3.u . . . . . . 7  |-  U  =  (mulGrp `  R )
4241rngmgp 15670 . . . . . 6  |-  ( R  e.  Ring  ->  U  e. 
Mnd )
4341, 1mgpbas 15654 . . . . . . . . 9  |-  B  =  ( Base `  U
)
4441, 5rngidval 15666 . . . . . . . . 9  |-  ( 1r
`  R )  =  ( 0g `  U
)
4541, 2mgpplusg 15652 . . . . . . . . 9  |-  ( .r
`  R )  =  ( +g  `  U
)
4643, 44, 45issubm 14748 . . . . . . . 8  |-  ( U  e.  Mnd  ->  (
( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U )  <->  ( ( B  \  {  .0.  }
)  C_  B  /\  ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B 
\  {  .0.  }
) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
47 3anass 940 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  \  {  .0.  } )  C_  B  /\  ( 1r `  R
)  e.  ( B 
\  {  .0.  }
)  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  <->  ( ( B  \  {  .0.  }
)  C_  B  /\  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
4846, 47syl6bb 253 . . . . . . 7  |-  ( U  e.  Mnd  ->  (
( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U )  <->  ( ( B  \  {  .0.  }
)  C_  B  /\  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) ) )
49 difss 3474 . . . . . . . 8  |-  ( B 
\  {  .0.  }
)  C_  B
5049biantrur 493 . . . . . . 7  |-  ( ( ( 1r `  R
)  e.  ( B 
\  {  .0.  }
)  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) )  <->  ( ( B  \  {  .0.  }
)  C_  B  /\  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R
) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
5148, 50syl6bbr 255 . . . . . 6  |-  ( U  e.  Mnd  ->  (
( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U )  <->  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
5242, 51syl 16 . . . . 5  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( ( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U )  <->  ( ( 1r `  R )  e.  ( B  \  {  .0.  } )  /\  A. x  e.  ( B  \  {  .0.  } ) A. y  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ( x ( .r `  R ) y )  e.  ( B  \  {  .0.  } ) ) ) )
5340, 52bitr4d 248 . . . 4  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( ( ( 1r `  R
)  =/=  .0.  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) )  <->  ( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U
) ) )
5453pm5.32i 619 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
( 1r `  R
)  =/=  .0.  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
( x ( .r
`  R ) y )  =  .0.  ->  ( x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) ) )  <->  ( R  e.  Ring  /\  ( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U
) ) )
559, 54bitri 241 . 2  |-  ( ( R  e. NzRing  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( (
x ( .r `  R ) y )  =  .0.  ->  (
x  =  .0.  \/  y  =  .0.  )
) )  <->  ( R  e.  Ring  /\  ( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U
) ) )
564, 55bitri 241 1  |-  ( R  e. Domn 
<->  ( R  e.  Ring  /\  ( B  \  {  .0.  } )  e.  (SubMnd `  U ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    \/ wo 358    /\ wa 359    /\ w3a 936   A.wal 1549    = wceq 1652    e. wcel 1725    =/= wne 2599   A.wral 2705    \ cdif 3317    C_ wss 3320   {csn 3814   ` cfv 5454  (class class class)co 6081   Basecbs 13469   .rcmulr 13530   0gc0g 13723   Mndcmnd 14684  SubMndcsubmnd 14737  mulGrpcmgp 15648   Ringcrg 15660   1rcur 15662  NzRingcnzr 16328  Domncdomn 16340
This theorem is referenced by:  deg1mhm  27503
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2417  ax-sep 4330  ax-nul 4338  ax-pow 4377  ax-pr 4403  ax-un 4701  ax-cnex 9046  ax-resscn 9047  ax-1cn 9048  ax-icn 9049  ax-addcl 9050  ax-addrcl 9051  ax-mulcl 9052  ax-mulrcl 9053  ax-mulcom 9054  ax-addass 9055  ax-mulass 9056  ax-distr 9057  ax-i2m1 9058  ax-1ne0 9059  ax-1rid 9060  ax-rnegex 9061  ax-rrecex 9062  ax-cnre 9063  ax-pre-lttri 9064  ax-pre-lttrn 9065  ax-pre-ltadd 9066  ax-pre-mulgt0 9067
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2285  df-mo 2286  df-clab 2423  df-cleq 2429  df-clel 2432  df-nfc 2561  df-ne 2601  df-nel 2602  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rmo 2713  df-rab 2714  df-v 2958  df-sbc 3162  df-csb 3252  df-dif 3323  df-un 3325  df-in 3327  df-ss 3334  df-pss 3336  df-nul 3629  df-if 3740  df-pw 3801  df-sn 3820  df-pr 3821  df-tp 3822  df-op 3823  df-uni 4016  df-iun 4095  df-br 4213  df-opab 4267  df-mpt 4268  df-tr 4303  df-eprel 4494  df-id 4498  df-po 4503  df-so 4504  df-fr 4541  df-we 4543  df-ord 4584  df-on 4585  df-lim 4586  df-suc 4587  df-om 4846  df-xp 4884  df-rel 4885  df-cnv 4886  df-co 4887  df-dm 4888  df-rn 4889  df-res 4890  df-ima 4891  df-iota 5418  df-fun 5456  df-fn 5457  df-f 5458  df-f1 5459  df-fo 5460  df-f1o 5461  df-fv 5462  df-ov 6084  df-oprab 6085  df-mpt2 6086  df-riota 6549  df-recs 6633  df-rdg 6668  df-er 6905  df-en 7110  df-dom 7111  df-sdom 7112  df-pnf 9122  df-mnf 9123  df-xr 9124  df-ltxr 9125  df-le 9126  df-sub 9293  df-neg 9294  df-nn 10001  df-2 10058  df-ndx 13472  df-slot 13473  df-base 13474  df-sets 13475  df-plusg 13542  df-0g 13727  df-mnd 14690  df-submnd 14739  df-mgp 15649  df-rng 15663  df-ur 15665  df-nzr 16329  df-domn 16344
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