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

Theorem chpscmat 21991
Description: The characteristic polynomial of a (nonempty!) scalar matrix. (Contributed by AV, 21-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
chp0mat.c 𝐶 = (𝑁 CharPlyMat 𝑅)
chp0mat.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
chp0mat.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
chp0mat.x 𝑋 = (var1𝑅)
chp0mat.g 𝐺 = (mulGrp‘𝑃)
chp0mat.m = (.g𝐺)
chpscmat.d 𝐷 = {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))}
chpscmat.s 𝑆 = (algSc‘𝑃)
chpscmat.m = (-g𝑃)
Assertion
Ref Expression
chpscmat (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝐶𝑀) = ((♯‘𝑁) (𝑋 (𝑆𝐸))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝑗,𝐴   𝑖,𝑁,𝑗   𝑃,𝑖,𝑗   𝑅,𝑖,𝑗   𝑖,𝑋,𝑗   𝐴,𝑐,𝑚   𝐷,𝑛   𝑛,𝐸   𝑛,𝐼   𝑀,𝑐,𝑖,𝑗,𝑚,𝑛   𝑁,𝑐,𝑚,𝑛   𝑃,𝑛   𝑅,𝑐,𝑚,𝑛   𝑆,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑛)   𝐶(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐)   𝐷(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   𝑃(𝑚,𝑐)   𝑆(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   𝐸(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   (𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐)   𝐺(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐)   𝐼(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   (𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐)   𝑋(𝑚,𝑛,𝑐)

Proof of Theorem chpscmat
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll 764 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → 𝑁 ∈ Fin)
2 simplr 766 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → 𝑅 ∈ CRing)
3 elrabi 3618 . . . . . 6 (𝑀 ∈ {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))} → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
4 chpscmat.d . . . . . 6 𝐷 = {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))}
53, 4eleq2s 2857 . . . . 5 (𝑀𝐷𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
653ad2ant1 1132 . . . 4 ((𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
76adantl 482 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
8 oveq 7281 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = 𝑀 → (𝑖𝑚𝑗) = (𝑖𝑀𝑗))
98eqeq1d 2740 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑀 → ((𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) ↔ (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))))
1092ralbidv 3129 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑀 → (∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) ↔ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))))
1110rexbidv 3226 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑀 → (∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) ↔ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))))
1211elrab 3624 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))} ↔ (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))))
13 ifnefalse 4471 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) = (0g𝑅))
1413eqeq2d 2749 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖𝑗 → ((𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) ↔ (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅)))
1514biimpcd 248 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅)))
1615a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝑖𝑁) ∧ 𝑗𝑁) → ((𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
1716ralimdva 3108 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝑖𝑁) → (∀𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → ∀𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
1817ralimdva 3108 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)) ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → (∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
1918ex 413 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅)))))
2019com23 86 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 𝑐 ∈ (Base‘𝑅)) → (∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅)))))
2120rexlimdva 3213 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) → (∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅)) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅)))))
2221imp 407 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ∧ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑀𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
2312, 22sylbi 216 . . . . . 6 (𝑀 ∈ {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g𝑅))} → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
2423, 4eleq2s 2857 . . . . 5 (𝑀𝐷 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
25243ad2ant1 1132 . . . 4 ((𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))))
2625impcom 408 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅)))
27 chp0mat.c . . . 4 𝐶 = (𝑁 CharPlyMat 𝑅)
28 chp0mat.p . . . 4 𝑃 = (Poly1𝑅)
29 chp0mat.a . . . 4 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
30 chpscmat.s . . . 4 𝑆 = (algSc‘𝑃)
31 eqid 2738 . . . 4 (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
32 chp0mat.x . . . 4 𝑋 = (var1𝑅)
33 eqid 2738 . . . 4 (0g𝑅) = (0g𝑅)
34 chp0mat.g . . . 4 𝐺 = (mulGrp‘𝑃)
35 chpscmat.m . . . 4 = (-g𝑃)
3627, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35chpdmat 21990 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ (Base‘𝐴)) ∧ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝑗 → (𝑖𝑀𝑗) = (0g𝑅))) → (𝐶𝑀) = (𝐺 Σg (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆‘(𝑘𝑀𝑘))))))
371, 2, 7, 26, 36syl31anc 1372 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝐶𝑀) = (𝐺 Σg (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆‘(𝑘𝑀𝑘))))))
38 id 22 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘𝑛 = 𝑘)
3938, 38oveq12d 7293 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛𝑀𝑛) = (𝑘𝑀𝑘))
4039eqeq1d 2740 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑘 → ((𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 ↔ (𝑘𝑀𝑘) = 𝐸))
4140rspccv 3558 . . . . . . . . 9 (∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝑘𝑁 → (𝑘𝑀𝑘) = 𝐸))
42413ad2ant3 1134 . . . . . . . 8 ((𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸) → (𝑘𝑁 → (𝑘𝑀𝑘) = 𝐸))
4342adantl 482 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝑘𝑁 → (𝑘𝑀𝑘) = 𝐸))
4443imp 407 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) ∧ 𝑘𝑁) → (𝑘𝑀𝑘) = 𝐸)
4544fveq2d 6778 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) ∧ 𝑘𝑁) → (𝑆‘(𝑘𝑀𝑘)) = (𝑆𝐸))
4645oveq2d 7291 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) ∧ 𝑘𝑁) → (𝑋 (𝑆‘(𝑘𝑀𝑘))) = (𝑋 (𝑆𝐸)))
4746mpteq2dva 5174 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆‘(𝑘𝑀𝑘)))) = (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆𝐸))))
4847oveq2d 7291 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝐺 Σg (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆‘(𝑘𝑀𝑘))))) = (𝐺 Σg (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆𝐸)))))
4928ply1crng 21369 . . . . 5 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
5034crngmgp 19791 . . . . 5 (𝑃 ∈ CRing → 𝐺 ∈ CMnd)
51 cmnmnd 19402 . . . . 5 (𝐺 ∈ CMnd → 𝐺 ∈ Mnd)
5249, 50, 513syl 18 . . . 4 (𝑅 ∈ CRing → 𝐺 ∈ Mnd)
5352ad2antlr 724 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → 𝐺 ∈ Mnd)
54 crngring 19795 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
5528ply1ring 21419 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
5654, 55syl 17 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ Ring)
57 ringgrp 19788 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Grp)
5856, 57syl 17 . . . . . 6 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ Grp)
5958ad2antlr 724 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → 𝑃 ∈ Grp)
60 eqid 2738 . . . . . . . 8 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
6132, 28, 60vr1cl 21388 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘𝑃))
6254, 61syl 17 . . . . . 6 (𝑅 ∈ CRing → 𝑋 ∈ (Base‘𝑃))
6362ad2antlr 724 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑃))
64 simpr 485 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → 𝐼𝑁)
65 eqid 2738 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
6656ad2antll 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → 𝑃 ∈ Ring)
6766adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → 𝑃 ∈ Ring)
6828ply1lmod 21423 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
6954, 68syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ LMod)
7069ad2antll 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → 𝑃 ∈ LMod)
7170adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → 𝑃 ∈ LMod)
72 eqid 2738 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
7330, 65, 67, 71, 72, 60asclf 21086 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → 𝑆:(Base‘(Scalar‘𝑃))⟶(Base‘𝑃))
745adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
7574adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
76 eqid 2738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
7729, 76matecl 21574 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐼𝑁𝐼𝑁𝑀 ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐼𝑀𝐼) ∈ (Base‘𝑅))
7864, 64, 75, 77syl3anc 1370 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → (𝐼𝑀𝐼) ∈ (Base‘𝑅))
7928ply1sca 21424 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
8079ad2antll 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
8180adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
8281eqcomd 2744 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → (Scalar‘𝑃) = 𝑅)
8382fveq2d 6778 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘𝑅))
8478, 83eleqtrrd 2842 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → (𝐼𝑀𝐼) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
8573, 84ffvelrnd 6962 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → (𝑆‘(𝐼𝑀𝐼)) ∈ (Base‘𝑃))
86 fveq2 6774 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐸 = (𝐼𝑀𝐼) → (𝑆𝐸) = (𝑆‘(𝐼𝑀𝐼)))
8786eqcoms 2746 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐼𝑀𝐼) = 𝐸 → (𝑆𝐸) = (𝑆‘(𝐼𝑀𝐼)))
8887eleq1d 2823 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼𝑀𝐼) = 𝐸 → ((𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃) ↔ (𝑆‘(𝐼𝑀𝐼)) ∈ (Base‘𝑃)))
8985, 88syl5ibrcom 246 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → ((𝐼𝑀𝐼) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))
9089adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) ∧ 𝑛 = 𝐼) → ((𝐼𝑀𝐼) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))
91 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑛 = 𝐼𝑛 = 𝐼)
9291, 91oveq12d 7293 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝐼 → (𝑛𝑀𝑛) = (𝐼𝑀𝐼))
9392eqeq1d 2740 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝐼 → ((𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 ↔ (𝐼𝑀𝐼) = 𝐸))
9493imbi1d 342 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 = 𝐼 → (((𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)) ↔ ((𝐼𝑀𝐼) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃))))
9594adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) ∧ 𝑛 = 𝐼) → (((𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)) ↔ ((𝐼𝑀𝐼) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃))))
9690, 95mpbird 256 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) ∧ 𝑛 = 𝐼) → ((𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))
9764, 96rspcimdv 3551 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) ∧ 𝐼𝑁) → (∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))
9897ex 413 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → (𝐼𝑁 → (∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃))))
9998com23 86 . . . . . . . . 9 ((𝑀𝐷 ∧ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing)) → (∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝐼𝑁 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃))))
10099ex 413 . . . . . . . 8 (𝑀𝐷 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → (𝐼𝑁 → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))))
101100com24 95 . . . . . . 7 (𝑀𝐷 → (𝐼𝑁 → (∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))))
1021013imp 1110 . . . . . 6 ((𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)))
103102impcom 408 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃))
10460, 35grpsubcl 18655 . . . . 5 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝑃) ∧ (𝑆𝐸) ∈ (Base‘𝑃)) → (𝑋 (𝑆𝐸)) ∈ (Base‘𝑃))
10559, 63, 103, 104syl3anc 1370 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝑋 (𝑆𝐸)) ∈ (Base‘𝑃))
10634, 60mgpbas 19726 . . . 4 (Base‘𝑃) = (Base‘𝐺)
107105, 106eleqtrdi 2849 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝑋 (𝑆𝐸)) ∈ (Base‘𝐺))
108 eqid 2738 . . . 4 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
109 chp0mat.m . . . 4 = (.g𝐺)
110108, 109gsumconst 19535 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ (𝑋 (𝑆𝐸)) ∈ (Base‘𝐺)) → (𝐺 Σg (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆𝐸)))) = ((♯‘𝑁) (𝑋 (𝑆𝐸))))
11153, 1, 107, 110syl3anc 1370 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝐺 Σg (𝑘𝑁 ↦ (𝑋 (𝑆𝐸)))) = ((♯‘𝑁) (𝑋 (𝑆𝐸))))
11237, 48, 1113eqtrd 2782 1 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀𝐷𝐼𝑁 ∧ ∀𝑛𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = 𝐸)) → (𝐶𝑀) = ((♯‘𝑁) (𝑋 (𝑆𝐸))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1086   = wceq 1539  wcel 2106  wne 2943  wral 3064  wrex 3065  {crab 3068  ifcif 4459  cmpt 5157  cfv 6433  (class class class)co 7275  Fincfn 8733  chash 14044  Basecbs 16912  Scalarcsca 16965  0gc0g 17150   Σg cgsu 17151  Mndcmnd 18385  Grpcgrp 18577  -gcsg 18579  .gcmg 18700  CMndccmn 19386  mulGrpcmgp 19720  Ringcrg 19783  CRingccrg 19784  LModclmod 20123  algSccascl 21059  var1cv1 21347  Poly1cpl1 21348   Mat cmat 21554   CharPlyMat cchpmat 21975
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-addf 10950  ax-mulf 10951
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-xor 1507  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-ot 4570  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-ofr 7534  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-tpos 8042  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-2o 8298  df-er 8498  df-map 8617  df-pm 8618  df-ixp 8686  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-sup 9201  df-oi 9269  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-xnn0 12306  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-rp 12731  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-seq 13722  df-exp 13783  df-hash 14045  df-word 14218  df-lsw 14266  df-concat 14274  df-s1 14301  df-substr 14354  df-pfx 14384  df-splice 14463  df-reverse 14472  df-s2 14561  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-starv 16977  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-unif 16985  df-hom 16986  df-cco 16987  df-0g 17152  df-gsum 17153  df-prds 17158  df-pws 17160  df-mre 17295  df-mrc 17296  df-acs 17298  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-mhm 18430  df-submnd 18431  df-efmnd 18508  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-sbg 18582  df-mulg 18701  df-subg 18752  df-ghm 18832  df-gim 18875  df-cntz 18923  df-oppg 18950  df-symg 18975  df-pmtr 19050  df-psgn 19099  df-cmn 19388  df-abl 19389  df-mgp 19721  df-ur 19738  df-ring 19785  df-cring 19786  df-oppr 19862  df-dvdsr 19883  df-unit 19884  df-invr 19914  df-dvr 19925  df-rnghom 19959  df-drng 19993  df-subrg 20022  df-lmod 20125  df-lss 20194  df-sra 20434  df-rgmod 20435  df-cnfld 20598  df-zring 20671  df-zrh 20705  df-dsmm 20939  df-frlm 20954  df-ascl 21062  df-psr 21112  df-mvr 21113  df-mpl 21114  df-opsr 21116  df-psr1 21351  df-vr1 21352  df-ply1 21353  df-mamu 21533  df-mat 21555  df-mdet 21734  df-mat2pmat 21856  df-chpmat 21976
This theorem is referenced by:  chpscmat0  21992
  Copyright terms: Public domain W3C validator