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

Theorem chmatcl 22193
Description: Closure of the characteristic matrix of a matrix. (Contributed by AV, 25-Oct-2019.) (Proof shortened by AV, 29-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
chmatcl.a ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
chmatcl.b ๐ต = (Baseโ€˜๐ด)
chmatcl.p ๐‘ƒ = (Poly1โ€˜๐‘…)
chmatcl.y ๐‘Œ = (๐‘ Mat ๐‘ƒ)
chmatcl.x ๐‘‹ = (var1โ€˜๐‘…)
chmatcl.t ๐‘‡ = (๐‘ matToPolyMat ๐‘…)
chmatcl.s โˆ’ = (-gโ€˜๐‘Œ)
chmatcl.m ยท = ( ยท๐‘  โ€˜๐‘Œ)
chmatcl.1 1 = (1rโ€˜๐‘Œ)
chmatcl.h ๐ป = ((๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ (๐‘‡โ€˜๐‘€))
Assertion
Ref Expression
chmatcl ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ป โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))

Proof of Theorem chmatcl
StepHypRef Expression
1 chmatcl.h . 2 ๐ป = ((๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ (๐‘‡โ€˜๐‘€))
2 chmatcl.p . . . . . 6 ๐‘ƒ = (Poly1โ€˜๐‘…)
3 chmatcl.y . . . . . 6 ๐‘Œ = (๐‘ Mat ๐‘ƒ)
42, 3pmatring 22057 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring)
5 ringgrp 19974 . . . . 5 (๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp)
64, 5syl 17 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp)
763adant3 1133 . . 3 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp)
82ply1ring 21635 . . . . . 6 (๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ Ring)
98anim2i 618 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ƒ โˆˆ Ring))
1093adant3 1133 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ƒ โˆˆ Ring))
11 chmatcl.x . . . . . 6 ๐‘‹ = (var1โ€˜๐‘…)
12 eqid 2733 . . . . . 6 (Baseโ€˜๐‘ƒ) = (Baseโ€˜๐‘ƒ)
1311, 2, 12vr1cl 21604 . . . . 5 (๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘‹ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘ƒ))
14133ad2ant2 1135 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘ƒ))
1543adant3 1133 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring)
16 eqid 2733 . . . . . 6 (Baseโ€˜๐‘Œ) = (Baseโ€˜๐‘Œ)
17 chmatcl.1 . . . . . 6 1 = (1rโ€˜๐‘Œ)
1816, 17ringidcl 19994 . . . . 5 (๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
1915, 18syl 17 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
20 chmatcl.m . . . . 5 ยท = ( ยท๐‘  โ€˜๐‘Œ)
2112, 3, 16, 20matvscl 21796 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ƒ โˆˆ Ring) โˆง (๐‘‹ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘ƒ) โˆง 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))) โ†’ (๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
2210, 14, 19, 21syl12anc 836 . . 3 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
23 chmatcl.t . . . 4 ๐‘‡ = (๐‘ matToPolyMat ๐‘…)
24 chmatcl.a . . . 4 ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
25 chmatcl.b . . . 4 ๐ต = (Baseโ€˜๐ด)
2623, 24, 25, 2, 3mat2pmatbas 22091 . . 3 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘‡โ€˜๐‘€) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
27 chmatcl.s . . . 4 โˆ’ = (-gโ€˜๐‘Œ)
2816, 27grpsubcl 18832 . . 3 ((๐‘Œ โˆˆ Grp โˆง (๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง (๐‘‡โ€˜๐‘€) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)) โ†’ ((๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ (๐‘‡โ€˜๐‘€)) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
297, 22, 26, 28syl3anc 1372 . 2 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ ((๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ (๐‘‡โ€˜๐‘€)) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
301, 29eqeltrid 2838 1 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ป โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 397   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107  โ€˜cfv 6497  (class class class)co 7358  Fincfn 8886  Basecbs 17088   ยท๐‘  cvsca 17142  Grpcgrp 18753  -gcsg 18755  1rcur 19918  Ringcrg 19969  var1cv1 21563  Poly1cpl1 21564   Mat cmat 21770   matToPolyMat cmat2pmat 22069
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5243  ax-sep 5257  ax-nul 5264  ax-pow 5321  ax-pr 5385  ax-un 7673  ax-cnex 11112  ax-resscn 11113  ax-1cn 11114  ax-icn 11115  ax-addcl 11116  ax-addrcl 11117  ax-mulcl 11118  ax-mulrcl 11119  ax-mulcom 11120  ax-addass 11121  ax-mulass 11122  ax-distr 11123  ax-i2m1 11124  ax-1ne0 11125  ax-1rid 11126  ax-rnegex 11127  ax-rrecex 11128  ax-cnre 11129  ax-pre-lttri 11130  ax-pre-lttrn 11131  ax-pre-ltadd 11132  ax-pre-mulgt0 11133
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3407  df-v 3446  df-sbc 3741  df-csb 3857  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3930  df-nul 4284  df-if 4488  df-pw 4563  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-ot 4596  df-uni 4867  df-int 4909  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5107  df-opab 5169  df-mpt 5190  df-tr 5224  df-id 5532  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5589  df-se 5590  df-we 5591  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6254  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6499  df-fn 6500  df-f 6501  df-f1 6502  df-fo 6503  df-f1o 6504  df-fv 6505  df-isom 6506  df-riota 7314  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7618  df-ofr 7619  df-om 7804  df-1st 7922  df-2nd 7923  df-supp 8094  df-frecs 8213  df-wrecs 8244  df-recs 8318  df-rdg 8357  df-1o 8413  df-er 8651  df-map 8770  df-pm 8771  df-ixp 8839  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-fsupp 9309  df-sup 9383  df-oi 9451  df-card 9880  df-pnf 11196  df-mnf 11197  df-xr 11198  df-ltxr 11199  df-le 11200  df-sub 11392  df-neg 11393  df-nn 12159  df-2 12221  df-3 12222  df-4 12223  df-5 12224  df-6 12225  df-7 12226  df-8 12227  df-9 12228  df-n0 12419  df-z 12505  df-dec 12624  df-uz 12769  df-fz 13431  df-fzo 13574  df-seq 13913  df-hash 14237  df-struct 17024  df-sets 17041  df-slot 17059  df-ndx 17071  df-base 17089  df-ress 17118  df-plusg 17151  df-mulr 17152  df-sca 17154  df-vsca 17155  df-ip 17156  df-tset 17157  df-ple 17158  df-ds 17160  df-hom 17162  df-cco 17163  df-0g 17328  df-gsum 17329  df-prds 17334  df-pws 17336  df-mre 17471  df-mrc 17472  df-acs 17474  df-mgm 18502  df-sgrp 18551  df-mnd 18562  df-mhm 18606  df-submnd 18607  df-grp 18756  df-minusg 18757  df-sbg 18758  df-mulg 18878  df-subg 18930  df-ghm 19011  df-cntz 19102  df-cmn 19569  df-abl 19570  df-mgp 19902  df-ur 19919  df-ring 19971  df-subrg 20234  df-lmod 20338  df-lss 20408  df-sra 20649  df-rgmod 20650  df-dsmm 21154  df-frlm 21169  df-ascl 21277  df-psr 21327  df-mvr 21328  df-mpl 21329  df-opsr 21331  df-psr1 21567  df-vr1 21568  df-ply1 21569  df-mamu 21749  df-mat 21771  df-mat2pmat 22072
This theorem is referenced by:  chpmatply1  22197  chpmatval2  22198  cpmadurid  22232  cpmadugsumfi  22242
  Copyright terms: Public domain W3C validator