MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  m2cpm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem m2cpm 20746
Description: The result of a matrix transformation is a constant polynomial matrix. (Contributed by AV, 18-Nov-2019.) (Proof shortened by AV, 28-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
m2cpm.s 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
m2cpm.t 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
m2cpm.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
m2cpm.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
Assertion
Ref Expression
m2cpm ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → (𝑇𝑀) ∈ 𝑆)

Proof of Theorem m2cpm
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 m2cpm.t . . . . . . . . 9 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
2 m2cpm.a . . . . . . . . 9 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
3 m2cpm.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐴)
4 eqid 2758 . . . . . . . . 9 (Poly1𝑅) = (Poly1𝑅)
5 eqid 2758 . . . . . . . . 9 (algSc‘(Poly1𝑅)) = (algSc‘(Poly1𝑅))
61, 2, 3, 4, 5mat2pmatvalel 20730 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑖(𝑇𝑀)𝑗) = ((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))
76adantr 472 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑖(𝑇𝑀)𝑗) = ((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))
87fveq2d 6354 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗)) = (coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗))))
98fveq1d 6352 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = ((coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))‘𝑛))
10 simpl2 1230 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
11 eqid 2758 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 simprl 811 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑖𝑁)
13 simprr 813 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
14 simpl3 1232 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑀𝐵)
152, 11, 3, 12, 13, 14matecld 20432 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅))
1610, 15jca 555 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅)))
1716adantr 472 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅)))
18 eqid 2758 . . . . . . . 8 (0g𝑅) = (0g𝑅)
194, 5, 11, 18coe1scl 19857 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅)) → (coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅))))
2017, 19syl 17 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅))))
21 eqeq1 2762 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑛 → (𝑘 = 0 ↔ 𝑛 = 0))
2221ifbid 4250 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑛 → if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) = if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)))
2322adantl 473 . . . . . 6 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) = if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)))
24 nnnn0 11489 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℕ0)
2524adantl 473 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ0)
26 ovex 6839 . . . . . . . 8 (𝑖𝑀𝑗) ∈ V
27 fvex 6360 . . . . . . . 8 (0g𝑅) ∈ V
2826, 27ifex 4298 . . . . . . 7 if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) ∈ V
2928a1i 11 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) ∈ V)
3020, 23, 25, 29fvmptd 6448 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))‘𝑛) = if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)))
31 nnne0 11243 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ≠ 0)
3231neneqd 2935 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → ¬ 𝑛 = 0)
3332adantl 473 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ¬ 𝑛 = 0)
3433iffalsed 4239 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) = (0g𝑅))
359, 30, 343eqtrd 2796 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅))
3635ralrimiva 3102 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → ∀𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅))
3736ralrimivva 3107 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅))
38 eqid 2758 . . . 4 (𝑁 Mat (Poly1𝑅)) = (𝑁 Mat (Poly1𝑅))
391, 2, 3, 4, 38mat2pmatbas 20731 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → (𝑇𝑀) ∈ (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅))))
40 m2cpm.s . . . 4 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
41 eqid 2758 . . . 4 (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅))) = (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅)))
4240, 4, 38, 41cpmatel 20716 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑇𝑀) ∈ (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅)))) → ((𝑇𝑀) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅)))
4339, 42syld3an3 1516 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → ((𝑇𝑀) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅)))
4437, 43mpbird 247 1 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → (𝑇𝑀) ∈ 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1630  wcel 2137  wral 3048  Vcvv 3338  ifcif 4228  cmpt 4879  cfv 6047  (class class class)co 6811  Fincfn 8119  0cc0 10126  cn 11210  0cn0 11482  Basecbs 16057  0gc0g 16300  Ringcrg 18745  algSccascl 19511  Poly1cpl1 19747  coe1cco1 19748   Mat cmat 20413   ConstPolyMat ccpmat 20708   matToPolyMat cmat2pmat 20709
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1986  ax-6 2052  ax-7 2088  ax-8 2139  ax-9 2146  ax-10 2166  ax-11 2181  ax-12 2194  ax-13 2389  ax-ext 2738  ax-rep 4921  ax-sep 4931  ax-nul 4939  ax-pow 4990  ax-pr 5053  ax-un 7112  ax-inf2 8709  ax-cnex 10182  ax-resscn 10183  ax-1cn 10184  ax-icn 10185  ax-addcl 10186  ax-addrcl 10187  ax-mulcl 10188  ax-mulrcl 10189  ax-mulcom 10190  ax-addass 10191  ax-mulass 10192  ax-distr 10193  ax-i2m1 10194  ax-1ne0 10195  ax-1rid 10196  ax-rnegex 10197  ax-rrecex 10198  ax-cnre 10199  ax-pre-lttri 10200  ax-pre-lttrn 10201  ax-pre-ltadd 10202  ax-pre-mulgt0 10203
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2045  df-eu 2609  df-mo 2610  df-clab 2745  df-cleq 2751  df-clel 2754  df-nfc 2889  df-ne 2931  df-nel 3034  df-ral 3053  df-rex 3054  df-reu 3055  df-rmo 3056  df-rab 3057  df-v 3340  df-sbc 3575  df-csb 3673  df-dif 3716  df-un 3718  df-in 3720  df-ss 3727  df-pss 3729  df-nul 4057  df-if 4229  df-pw 4302  df-sn 4320  df-pr 4322  df-tp 4324  df-op 4326  df-ot 4328  df-uni 4587  df-int 4626  df-iun 4672  df-iin 4673  df-br 4803  df-opab 4863  df-mpt 4880  df-tr 4903  df-id 5172  df-eprel 5177  df-po 5185  df-so 5186  df-fr 5223  df-se 5224  df-we 5225  df-xp 5270  df-rel 5271  df-cnv 5272  df-co 5273  df-dm 5274  df-rn 5275  df-res 5276  df-ima 5277  df-pred 5839  df-ord 5885  df-on 5886  df-lim 5887  df-suc 5888  df-iota 6010  df-fun 6049  df-fn 6050  df-f 6051  df-f1 6052  df-fo 6053  df-f1o 6054  df-fv 6055  df-isom 6056  df-riota 6772  df-ov 6814  df-oprab 6815  df-mpt2 6816  df-of 7060  df-ofr 7061  df-om 7229  df-1st 7331  df-2nd 7332  df-supp 7462  df-wrecs 7574  df-recs 7635  df-rdg 7673  df-1o 7727  df-2o 7728  df-oadd 7731  df-er 7909  df-map 8023  df-pm 8024  df-ixp 8073  df-en 8120  df-dom 8121  df-sdom 8122  df-fin 8123  df-fsupp 8439  df-sup 8511  df-oi 8578  df-card 8953  df-pnf 10266  df-mnf 10267  df-xr 10268  df-ltxr 10269  df-le 10270  df-sub 10458  df-neg 10459  df-nn 11211  df-2 11269  df-3 11270  df-4 11271  df-5 11272  df-6 11273  df-7 11274  df-8 11275  df-9 11276  df-n0 11483  df-z 11568  df-dec 11684  df-uz 11878  df-fz 12518  df-fzo 12658  df-seq 12994  df-hash 13310  df-struct 16059  df-ndx 16060  df-slot 16061  df-base 16063  df-sets 16064  df-ress 16065  df-plusg 16154  df-mulr 16155  df-sca 16157  df-vsca 16158  df-ip 16159  df-tset 16160  df-ple 16161  df-ds 16164  df-hom 16166  df-cco 16167  df-0g 16302  df-gsum 16303  df-prds 16308  df-pws 16310  df-mre 16446  df-mrc 16447  df-acs 16449  df-mgm 17441  df-sgrp 17483  df-mnd 17494  df-mhm 17534  df-submnd 17535  df-grp 17624  df-minusg 17625  df-sbg 17626  df-mulg 17740  df-subg 17790  df-ghm 17857  df-cntz 17948  df-cmn 18393  df-abl 18394  df-mgp 18688  df-ur 18700  df-ring 18747  df-subrg 18978  df-lmod 19065  df-lss 19133  df-sra 19372  df-rgmod 19373  df-ascl 19514  df-psr 19556  df-mvr 19557  df-mpl 19558  df-opsr 19560  df-psr1 19750  df-vr1 19751  df-ply1 19752  df-coe1 19753  df-dsmm 20276  df-frlm 20291  df-mat 20414  df-cpmat 20711  df-mat2pmat 20712
This theorem is referenced by:  m2cpmf  20747  m2cpminvid  20758  chfacfisfcpmat  20860
  Copyright terms: Public domain W3C validator