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

Theorem matinvgcell 20007
Description: Additive inversion in the matrix ring is cell-wise. (Contributed by AV, 17-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
matplusgcell.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
matplusgcell.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
matinvgcell.v 𝑉 = (invg𝑅)
matinvgcell.w 𝑊 = (invg𝐴)
Assertion
Ref Expression
matinvgcell ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(𝑊𝑋)𝐽) = (𝑉‘(𝐼𝑋𝐽)))

Proof of Theorem matinvgcell
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 matplusgcell.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
2 matplusgcell.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (Base‘𝐴)
31, 2matrcl 19984 . . . . . . . . 9 (𝑋𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
43simpld 473 . . . . . . . 8 (𝑋𝐵𝑁 ∈ Fin)
54adantl 480 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → 𝑁 ∈ Fin)
6 simpl 471 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → 𝑅 ∈ Ring)
71matgrp 20002 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Grp)
85, 6, 7syl2anc 690 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → 𝐴 ∈ Grp)
9 eqid 2609 . . . . . . 7 (0g𝐴) = (0g𝐴)
102, 9grpidcl 17221 . . . . . 6 (𝐴 ∈ Grp → (0g𝐴) ∈ 𝐵)
118, 10syl 17 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → (0g𝐴) ∈ 𝐵)
12 simpr 475 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → 𝑋𝐵)
1311, 12jca 552 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → ((0g𝐴) ∈ 𝐵𝑋𝐵))
14133adant3 1073 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → ((0g𝐴) ∈ 𝐵𝑋𝐵))
15 eqid 2609 . . . 4 (-g𝐴) = (-g𝐴)
16 eqid 2609 . . . 4 (-g𝑅) = (-g𝑅)
171, 2, 15, 16matsubgcell 20006 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((0g𝐴) ∈ 𝐵𝑋𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼((0g𝐴)(-g𝐴)𝑋)𝐽) = ((𝐼(0g𝐴)𝐽)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)))
1814, 17syld3an2 1364 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼((0g𝐴)(-g𝐴)𝑋)𝐽) = ((𝐼(0g𝐴)𝐽)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)))
19 matinvgcell.w . . . . . 6 𝑊 = (invg𝐴)
202, 15, 19, 9grpinvval2 17269 . . . . 5 ((𝐴 ∈ Grp ∧ 𝑋𝐵) → (𝑊𝑋) = ((0g𝐴)(-g𝐴)𝑋))
218, 12, 20syl2anc 690 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → (𝑊𝑋) = ((0g𝐴)(-g𝐴)𝑋))
22213adant3 1073 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝑊𝑋) = ((0g𝐴)(-g𝐴)𝑋))
2322oveqd 6543 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(𝑊𝑋)𝐽) = (𝐼((0g𝐴)(-g𝐴)𝑋)𝐽))
24 ringgrp 18323 . . . . 5 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
25243ad2ant1 1074 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
26 simp3 1055 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼𝑁𝐽𝑁))
272eleq2i 2679 . . . . . . . 8 (𝑋𝐵𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
2827biimpi 204 . . . . . . 7 (𝑋𝐵𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
29283ad2ant2 1075 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
30 df-3an 1032 . . . . . 6 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝑋 ∈ (Base‘𝐴)) ↔ ((𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐴)))
3126, 29, 30sylanbrc 694 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼𝑁𝐽𝑁𝑋 ∈ (Base‘𝐴)))
32 eqid 2609 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
331, 32matecl 19997 . . . . 5 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝑋 ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
3431, 33syl 17 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
35 matinvgcell.v . . . . 5 𝑉 = (invg𝑅)
36 eqid 2609 . . . . 5 (0g𝑅) = (0g𝑅)
3732, 16, 35, 36grpinvval2 17269 . . . 4 ((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑉‘(𝐼𝑋𝐽)) = ((0g𝑅)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)))
3825, 34, 37syl2anc 690 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝑉‘(𝐼𝑋𝐽)) = ((0g𝑅)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)))
394anim1i 589 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝐵𝑅 ∈ Ring) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
4039ancoms 467 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
411, 36mat0op 19991 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (0g𝐴) = (𝑥𝑁, 𝑦𝑁 ↦ (0g𝑅)))
4240, 41syl 17 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵) → (0g𝐴) = (𝑥𝑁, 𝑦𝑁 ↦ (0g𝑅)))
43423adant3 1073 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (0g𝐴) = (𝑥𝑁, 𝑦𝑁 ↦ (0g𝑅)))
44 eqidd 2610 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) ∧ (𝑥 = 𝐼𝑦 = 𝐽)) → (0g𝑅) = (0g𝑅))
4526simpld 473 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝐼𝑁)
46 simp3r 1082 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝐽𝑁)
47 fvex 6097 . . . . . . 7 (0g𝑅) ∈ V
4847a1i 11 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (0g𝑅) ∈ V)
4943, 44, 45, 46, 48ovmpt2d 6663 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(0g𝐴)𝐽) = (0g𝑅))
5049eqcomd 2615 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (0g𝑅) = (𝐼(0g𝐴)𝐽))
5150oveq1d 6541 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → ((0g𝑅)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)) = ((𝐼(0g𝐴)𝐽)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)))
5238, 51eqtrd 2643 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝑉‘(𝐼𝑋𝐽)) = ((𝐼(0g𝐴)𝐽)(-g𝑅)(𝐼𝑋𝐽)))
5318, 23, 523eqtr4d 2653 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐵 ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(𝑊𝑋)𝐽) = (𝑉‘(𝐼𝑋𝐽)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  w3a 1030   = wceq 1474  wcel 1976  Vcvv 3172  cfv 5789  (class class class)co 6526  cmpt2 6528  Fincfn 7818  Basecbs 15643  0gc0g 15871  Grpcgrp 17193  invgcminusg 17194  -gcsg 17195  Ringcrg 18318   Mat cmat 19979
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2033  ax-13 2233  ax-ext 2589  ax-rep 4693  ax-sep 4703  ax-nul 4711  ax-pow 4763  ax-pr 4827  ax-un 6824  ax-cnex 9848  ax-resscn 9849  ax-1cn 9850  ax-icn 9851  ax-addcl 9852  ax-addrcl 9853  ax-mulcl 9854  ax-mulrcl 9855  ax-mulcom 9856  ax-addass 9857  ax-mulass 9858  ax-distr 9859  ax-i2m1 9860  ax-1ne0 9861  ax-1rid 9862  ax-rnegex 9863  ax-rrecex 9864  ax-cnre 9865  ax-pre-lttri 9866  ax-pre-lttrn 9867  ax-pre-ltadd 9868  ax-pre-mulgt0 9869
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2461  df-mo 2462  df-clab 2596  df-cleq 2602  df-clel 2605  df-nfc 2739  df-ne 2781  df-nel 2782  df-ral 2900  df-rex 2901  df-reu 2902  df-rmo 2903  df-rab 2904  df-v 3174  df-sbc 3402  df-csb 3499  df-dif 3542  df-un 3544  df-in 3546  df-ss 3553  df-pss 3555  df-nul 3874  df-if 4036  df-pw 4109  df-sn 4125  df-pr 4127  df-tp 4129  df-op 4131  df-ot 4133  df-uni 4367  df-int 4405  df-iun 4451  df-br 4578  df-opab 4638  df-mpt 4639  df-tr 4675  df-eprel 4938  df-id 4942  df-po 4948  df-so 4949  df-fr 4986  df-we 4988  df-xp 5033  df-rel 5034  df-cnv 5035  df-co 5036  df-dm 5037  df-rn 5038  df-res 5039  df-ima 5040  df-pred 5582  df-ord 5628  df-on 5629  df-lim 5630  df-suc 5631  df-iota 5753  df-fun 5791  df-fn 5792  df-f 5793  df-f1 5794  df-fo 5795  df-f1o 5796  df-fv 5797  df-riota 6488  df-ov 6529  df-oprab 6530  df-mpt2 6531  df-of 6772  df-om 6935  df-1st 7036  df-2nd 7037  df-supp 7160  df-wrecs 7271  df-recs 7332  df-rdg 7370  df-1o 7424  df-oadd 7428  df-er 7606  df-map 7723  df-ixp 7772  df-en 7819  df-dom 7820  df-sdom 7821  df-fin 7822  df-fsupp 8136  df-sup 8208  df-pnf 9932  df-mnf 9933  df-xr 9934  df-ltxr 9935  df-le 9936  df-sub 10119  df-neg 10120  df-nn 10870  df-2 10928  df-3 10929  df-4 10930  df-5 10931  df-6 10932  df-7 10933  df-8 10934  df-9 10935  df-n0 11142  df-z 11213  df-dec 11328  df-uz 11522  df-fz 12155  df-struct 15645  df-ndx 15646  df-slot 15647  df-base 15648  df-sets 15649  df-ress 15650  df-plusg 15729  df-mulr 15730  df-sca 15732  df-vsca 15733  df-ip 15734  df-tset 15735  df-ple 15736  df-ds 15739  df-hom 15741  df-cco 15742  df-0g 15873  df-prds 15879  df-pws 15881  df-mgm 17013  df-sgrp 17055  df-mnd 17066  df-grp 17196  df-minusg 17197  df-sbg 17198  df-subg 17362  df-mgp 18261  df-ur 18273  df-ring 18320  df-subrg 18549  df-lmod 18636  df-lss 18702  df-sra 18941  df-rgmod 18942  df-dsmm 19842  df-frlm 19857  df-mat 19980
This theorem is referenced by:  cpmatinvcl  20288
  Copyright terms: Public domain W3C validator