MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mptcoe1matfsupp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mptcoe1matfsupp 20526
Description: The mapping extracting the entries of the coefficient matrices of a polynomial over matrices at a fixed position is finitely supported. (Contributed by AV, 6-Oct-2019.) (Proof shortened by AV, 23-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mptcoe1matfsupp.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mptcoe1matfsupp.q 𝑄 = (Poly1𝐴)
mptcoe1matfsupp.l 𝐿 = (Base‘𝑄)
Assertion
Ref Expression
mptcoe1matfsupp (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽)) finSupp (0g𝑅))
Distinct variable groups:   𝑘,𝐿   𝑘,𝐼   𝑘,𝐽   𝑘,𝑁   𝑘,𝑂   𝑅,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝑄(𝑘)

Proof of Theorem mptcoe1matfsupp
Dummy variables 𝑐 𝑠 𝑥 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvex 6158 . . 3 (0g𝑅) ∈ V
21a1i 11 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (0g𝑅) ∈ V)
3 mptcoe1matfsupp.a . . 3 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4 eqid 2621 . . 3 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
5 eqid 2621 . . 3 (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
6 simp2 1060 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → 𝐼𝑁)
76adantr 481 . . 3 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐼𝑁)
8 simp3 1061 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → 𝐽𝑁)
98adantr 481 . . 3 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐽𝑁)
10 simp3 1061 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) → 𝑂𝐿)
11103ad2ant1 1080 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → 𝑂𝐿)
12 eqid 2621 . . . . 5 (coe1𝑂) = (coe1𝑂)
13 mptcoe1matfsupp.l . . . . 5 𝐿 = (Base‘𝑄)
14 mptcoe1matfsupp.q . . . . 5 𝑄 = (Poly1𝐴)
1512, 13, 14, 5coe1fvalcl 19501 . . . 4 ((𝑂𝐿𝑘 ∈ ℕ0) → ((coe1𝑂)‘𝑘) ∈ (Base‘𝐴))
1611, 15sylan 488 . . 3 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((coe1𝑂)‘𝑘) ∈ (Base‘𝐴))
173, 4, 5, 7, 9, 16matecld 20151 . 2 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
18 eqid 2621 . . . . . . 7 (0g𝐴) = (0g𝐴)
1912, 13, 14, 18, 5coe1fsupp 19503 . . . . . 6 (𝑂𝐿 → (coe1𝑂) ∈ {𝑐 ∈ ((Base‘𝐴) ↑𝑚0) ∣ 𝑐 finSupp (0g𝐴)})
20 elrabi 3342 . . . . . 6 ((coe1𝑂) ∈ {𝑐 ∈ ((Base‘𝐴) ↑𝑚0) ∣ 𝑐 finSupp (0g𝐴)} → (coe1𝑂) ∈ ((Base‘𝐴) ↑𝑚0))
2111, 19, 203syl 18 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (coe1𝑂) ∈ ((Base‘𝐴) ↑𝑚0))
22 fvex 6158 . . . . 5 (0g𝐴) ∈ V
2321, 22jctir 560 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → ((coe1𝑂) ∈ ((Base‘𝐴) ↑𝑚0) ∧ (0g𝐴) ∈ V))
2412, 13, 14, 18coe1sfi 19502 . . . . 5 (𝑂𝐿 → (coe1𝑂) finSupp (0g𝐴))
2511, 24syl 17 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (coe1𝑂) finSupp (0g𝐴))
26 fsuppmapnn0ub 12735 . . . 4 (((coe1𝑂) ∈ ((Base‘𝐴) ↑𝑚0) ∧ (0g𝐴) ∈ V) → ((coe1𝑂) finSupp (0g𝐴) → ∃𝑠 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴))))
2723, 25, 26sylc 65 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → ∃𝑠 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)))
28 csbov 6641 . . . . . . . . . 10 𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (𝐼𝑥 / 𝑘((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽)
29 csbfv 6190 . . . . . . . . . . 11 𝑥 / 𝑘((coe1𝑂)‘𝑘) = ((coe1𝑂)‘𝑥)
3029oveqi 6617 . . . . . . . . . 10 (𝐼𝑥 / 𝑘((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (𝐼((coe1𝑂)‘𝑥)𝐽)
3128, 30eqtri 2643 . . . . . . . . 9 𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (𝐼((coe1𝑂)‘𝑥)𝐽)
3231a1i 11 . . . . . . . 8 (((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ 𝑠 < 𝑥) ∧ ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → 𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (𝐼((coe1𝑂)‘𝑥)𝐽))
33 oveq 6610 . . . . . . . . 9 (((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴) → (𝐼((coe1𝑂)‘𝑥)𝐽) = (𝐼(0g𝐴)𝐽))
3433adantl 482 . . . . . . . 8 (((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ 𝑠 < 𝑥) ∧ ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → (𝐼((coe1𝑂)‘𝑥)𝐽) = (𝐼(0g𝐴)𝐽))
35 eqid 2621 . . . . . . . . . . . . 13 (0g𝑅) = (0g𝑅)
363, 35mat0op 20144 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (0g𝐴) = (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ (0g𝑅)))
37363adant3 1079 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) → (0g𝐴) = (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ (0g𝑅)))
38373ad2ant1 1080 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (0g𝐴) = (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ (0g𝑅)))
39 eqidd 2622 . . . . . . . . . 10 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐼𝑗 = 𝐽)) → (0g𝑅) = (0g𝑅))
4038, 39, 6, 8, 2ovmpt2d 6741 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (𝐼(0g𝐴)𝐽) = (0g𝑅))
4140ad4antr 767 . . . . . . . 8 (((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ 𝑠 < 𝑥) ∧ ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → (𝐼(0g𝐴)𝐽) = (0g𝑅))
4232, 34, 413eqtrd 2659 . . . . . . 7 (((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ 𝑠 < 𝑥) ∧ ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → 𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (0g𝑅))
4342exp31 629 . . . . . 6 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑠 < 𝑥 → (((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴) → 𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (0g𝑅))))
4443a2d 29 . . . . 5 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑠 < 𝑥 → ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → (𝑠 < 𝑥𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (0g𝑅))))
4544ralimdva 2956 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) → (∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (0g𝑅))))
4645reximdva 3011 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (∃𝑠 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1𝑂)‘𝑥) = (0g𝐴)) → ∃𝑠 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (0g𝑅))))
4727, 46mpd 15 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → ∃𝑠 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥𝑥 / 𝑘(𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽) = (0g𝑅)))
482, 17, 47mptnn0fsupp 12737 1 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂𝐿) ∧ 𝐼𝑁𝐽𝑁) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (𝐼((coe1𝑂)‘𝑘)𝐽)) finSupp (0g𝑅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  {crab 2911  Vcvv 3186  csb 3514   class class class wbr 4613  cmpt 4673  cfv 5847  (class class class)co 6604  cmpt2 6606  𝑚 cmap 7802  Fincfn 7899   finSupp cfsupp 8219   < clt 10018  0cn0 11236  Basecbs 15781  0gc0g 16021  Ringcrg 18468  Poly1cpl1 19466  coe1cco1 19467   Mat cmat 20132
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-ot 4157  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-supp 7241  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-oadd 7509  df-er 7687  df-map 7804  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fsupp 8220  df-sup 8292  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-fz 12269  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-sca 15878  df-vsca 15879  df-ip 15880  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-hom 15887  df-cco 15888  df-0g 16023  df-prds 16029  df-pws 16031  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-grp 17346  df-minusg 17347  df-sbg 17348  df-subg 17512  df-mgp 18411  df-ur 18423  df-ring 18470  df-subrg 18699  df-lmod 18786  df-lss 18852  df-sra 19091  df-rgmod 19092  df-psr 19275  df-mpl 19277  df-opsr 19279  df-psr1 19469  df-ply1 19471  df-coe1 19472  df-dsmm 19995  df-frlm 20010  df-mat 20133
This theorem is referenced by:  mply1topmatcllem  20527
  Copyright terms: Public domain W3C validator