Theorem chpscmatgsummon 21559

Description: The characteristic polynomial of a (nonempty!) scalar matrix, expressed as finite group sum of scaled monomials. (Contributed by AV, 2-Sep-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
chp0mat.c	⊢ 𝐶 = (𝑁 CharPlyMat 𝑅)
chp0mat.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
chp0mat.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
chp0mat.x	⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)
chp0mat.g	⊢ 𝐺 = (mulGrp‘𝑃)
chp0mat.m	⊢ ↑ = (.g‘𝐺)
chpscmat.d	⊢ 𝐷 = {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g‘𝑅))}
chpscmat.s	⊢ 𝑆 = (algSc‘𝑃)
chpscmat.m	⊢ − = (-g‘𝑃)
chpscmatgsum.f	⊢ 𝐹 = (.g‘𝑃)
chpscmatgsum.h	⊢ 𝐻 = (mulGrp‘𝑅)
chpscmatgsum.e	⊢ 𝐸 = (.g‘𝐻)
chpscmatgsum.i	⊢ 𝐼 = (invg‘𝑅)
chpscmatgsum.s	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑃)
chpscmatgsum.z	⊢ 𝑍 = (.g‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
chpscmatgsummon	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝐶‘𝑀) = (𝑃 Σg (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ ((((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))))

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   𝐷,𝑙   𝐹,𝑙   𝐼,𝑙   𝐽,𝑙,𝑛   𝑀,𝑙   𝑁,𝑙   𝑃,𝑙   𝑅,𝑙   𝑆,𝑙   𝑋,𝑙   ↑ ,𝑙

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑛,𝑙)   𝐶(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐,𝑙)   𝐷(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   𝑃(𝑚,𝑐)   𝑆(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   · (𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐,𝑙)   𝐸(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐,𝑙)   ↑ (𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐)   𝐹(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐)   𝐺(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐,𝑙)   𝐻(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐,𝑙)   𝐼(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   𝐽(𝑖,𝑗,𝑚,𝑐)   − (𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐,𝑙)   𝑋(𝑚,𝑛,𝑐)   𝑍(𝑖,𝑗,𝑚,𝑛,𝑐,𝑙)

Proof of Theorem chpscmatgsummon

Step	Hyp	Ref	Expression
1		chp0mat.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = (𝑁 CharPlyMat 𝑅)
2		chp0mat.p	. . 3 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
3		chp0mat.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4		chp0mat.x	. . 3 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)
5		chp0mat.g	. . 3 ⊢ 𝐺 = (mulGrp‘𝑃)
6		chp0mat.m	. . 3 ⊢ ↑ = (.g‘𝐺)
7		chpscmat.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g‘𝑅))}
8		chpscmat.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (algSc‘𝑃)
9		chpscmat.m	. . 3 ⊢ − = (-g‘𝑃)
10		chpscmatgsum.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (.g‘𝑃)
11		chpscmatgsum.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (mulGrp‘𝑅)
12		chpscmatgsum.e	. . 3 ⊢ 𝐸 = (.g‘𝐻)
13		chpscmatgsum.i	. . 3 ⊢ 𝐼 = (invg‘𝑅)
14		chpscmatgsum.s	. . 3 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑃)
15	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14	chpscmatgsumbin 21558	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝐶‘𝑀) = (𝑃 Σg (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ (((♯‘𝑁)C𝑙)𝐹((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) · (𝑙 ↑ 𝑋))))))
16		crngring 19391	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
17	16	adantl 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑅 ∈ Ring)
18	2	ply1lmod 20990	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
19	17, 18	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑃 ∈ LMod)
20	19	ad2antrr 725	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → 𝑃 ∈ LMod)
21	11	ringmgp 19385	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐻 ∈ Mnd)
22	17, 21	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐻 ∈ Mnd)
23	22	ad2antrr 725	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → 𝐻 ∈ Mnd)
24		fznn0sub 13001	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) → ((♯‘𝑁) − 𝑙) ∈ ℕ0)
25	24	adantl 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → ((♯‘𝑁) − 𝑙) ∈ ℕ0)
26		ringgrp 19384	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
27	16, 26	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Grp)
28	27	adantl 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑅 ∈ Grp)
29		simp2 1134	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽)) → 𝐽 ∈ 𝑁)
30		elrabi 3598	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑀 ∈ {𝑚 ∈ (Base‘𝐴) ∣ ∃𝑐 ∈ (Base‘𝑅)∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖𝑚𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑐, (0g‘𝑅))} → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
31	30, 7	eleq2s 2870	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐷 → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
32	31	3ad2ant1 1130	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽)) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
33	29, 29, 32	3jca 1125	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽)) → (𝐽 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ 𝑀 ∈ (Base‘𝐴)))
34	33	adantl 485	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝐽 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ 𝑀 ∈ (Base‘𝐴)))
35		eqid 2758	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
36	3, 35	matecl 21139	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ 𝑀 ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐽𝑀𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
37	34, 36	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝐽𝑀𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
38	35, 13	grpinvcl 18232	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝐽𝑀𝐽) ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)) ∈ (Base‘𝑅))
39	28, 37, 38	syl2an2r 684	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)) ∈ (Base‘𝑅))
40	39	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)) ∈ (Base‘𝑅))
41	11, 35	mgpbas 19327	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝐻)
42	41, 12	mulgnn0cl 18325	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐻 ∈ Mnd ∧ ((♯‘𝑁) − 𝑙) ∈ ℕ0 ∧ (𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)) ∈ (Base‘𝑅)) → (((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) ∈ (Base‘𝑅))
43	23, 25, 40, 42	syl3anc 1368	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) ∈ (Base‘𝑅))
44	2	ply1sca 20991	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
45	44	adantl 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
46	45	eqcomd 2764	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (Scalar‘𝑃) = 𝑅)
47	46	fveq2d 6667	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘𝑅))
48	47	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘𝑅))
49	43, 48	eleqtrrd 2855	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
50		hashcl 13780	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (♯‘𝑁) ∈ ℕ0)
51	50	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (♯‘𝑁) ∈ ℕ0)
52		elfzelz 12969	. . . . . . 7 ⊢ (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) → 𝑙 ∈ ℤ)
53		bccl 13745	. . . . . . 7 ⊢ (((♯‘𝑁) ∈ ℕ0 ∧ 𝑙 ∈ ℤ) → ((♯‘𝑁)C𝑙) ∈ ℕ0)
54	51, 52, 53	syl2an 598	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → ((♯‘𝑁)C𝑙) ∈ ℕ0)
55	2	ply1ring 20986	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
56	5	ringmgp 19385	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑃 ∈ Ring → 𝐺 ∈ Mnd)
57	16, 55, 56	3syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝐺 ∈ Mnd)
58	57	adantl 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐺 ∈ Mnd)
59	58	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → 𝐺 ∈ Mnd)
60		elfznn0 13062	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) → 𝑙 ∈ ℕ0)
61	60	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → 𝑙 ∈ ℕ0)
62		eqid 2758	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
63	4, 2, 62	vr1cl 20955	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘𝑃))
64	17, 63	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑃))
65	64	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑃))
66	5, 62	mgpbas 19327	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑃) = (Base‘𝐺)
67	66, 6	mulgnn0cl 18325	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑙 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝑃)) → (𝑙 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
68	59, 61, 65, 67	syl3anc 1368	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (𝑙 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
69		eqid 2758	. . . . . . 7 ⊢ (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
70		eqid 2758	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
71		eqid 2758	. . . . . . 7 ⊢ (.g‘(Scalar‘𝑃)) = (.g‘(Scalar‘𝑃))
72	62, 69, 14, 70, 10, 71	lmodvsmmulgdi 19751	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ LMod ∧ ((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ ((♯‘𝑁)C𝑙) ∈ ℕ0 ∧ (𝑙 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))) → (((♯‘𝑁)C𝑙)𝐹((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) · (𝑙 ↑ 𝑋))) = ((((♯‘𝑁)C𝑙)(.g‘(Scalar‘𝑃))(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))
73	20, 49, 54, 68, 72	syl13anc 1369	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (((♯‘𝑁)C𝑙)𝐹((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) · (𝑙 ↑ 𝑋))) = ((((♯‘𝑁)C𝑙)(.g‘(Scalar‘𝑃))(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))
74		chpscmatgsum.z	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑍 = (.g‘𝑅)
75	45	fveq2d 6667	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (.g‘𝑅) = (.g‘(Scalar‘𝑃)))
76	74, 75	syl5req 2806	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (.g‘(Scalar‘𝑃)) = 𝑍)
77	76	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (.g‘(Scalar‘𝑃)) = 𝑍)
78	77	oveqd 7173	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (((♯‘𝑁)C𝑙)(.g‘(Scalar‘𝑃))(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) = (((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))))
79	78	oveq1d 7171	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → ((((♯‘𝑁)C𝑙)(.g‘(Scalar‘𝑃))(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)) = ((((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))
80	73, 79	eqtrd 2793	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) ∧ 𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁))) → (((♯‘𝑁)C𝑙)𝐹((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) · (𝑙 ↑ 𝑋))) = ((((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))
81	80	mpteq2dva 5131	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ (((♯‘𝑁)C𝑙)𝐹((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))) = (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ ((((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋))))
82	81	oveq2d 7172	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝑃 Σg (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ (((♯‘𝑁)C𝑙)𝐹((((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽))) · (𝑙 ↑ 𝑋))))) = (𝑃 Σg (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ ((((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))))
83	15, 82	eqtrd 2793	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐷 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁 ∧ ∀𝑛 ∈ 𝑁 (𝑛𝑀𝑛) = (𝐽𝑀𝐽))) → (𝐶‘𝑀) = (𝑃 Σg (𝑙 ∈ (0...(♯‘𝑁)) ↦ ((((♯‘𝑁)C𝑙)𝑍(((♯‘𝑁) − 𝑙)𝐸(𝐼‘(𝐽𝑀𝐽)))) · (𝑙 ↑ 𝑋)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3070  ∃wrex 3071  {crab 3074  ifcif 4423   ↦ cmpt 5116  ‘cfv 6340  (class class class)co 7156  Fincfn 8540  0cc0 10588   − cmin 10921  ℕ₀cn0 11947  ℤcz 12033  ...cfz 12952  Ccbc 13725  ♯chash 13753  Basecbs 16555  Scalarcsca 16640   ·_𝑠 cvsca 16641  0_gc0g 16785   Σ_g cgsu 16786  Mndcmnd 17991  Grpcgrp 18183  inv_gcminusg 18184  -_gcsg 18185  ._gcmg 18305  mulGrpcmgp 19321  Ringcrg 19379  CRingccrg 19380  LModclmod 19716  algSccascl 20631  var₁cv1 20914  Poly₁cpl1 20915   Mat cmat 21121   CharPlyMat cchpmat 21540

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2729  ax-rep 5160  ax-sep 5173  ax-nul 5180  ax-pow 5238  ax-pr 5302  ax-un 7465  ax-cnex 10644  ax-resscn 10645  ax-1cn 10646  ax-icn 10647  ax-addcl 10648  ax-addrcl 10649  ax-mulcl 10650  ax-mulrcl 10651  ax-mulcom 10652  ax-addass 10653  ax-mulass 10654  ax-distr 10655  ax-i2m1 10656  ax-1ne0 10657  ax-1rid 10658  ax-rnegex 10659  ax-rrecex 10660  ax-cnre 10661  ax-pre-lttri 10662  ax-pre-lttrn 10663  ax-pre-ltadd 10664  ax-pre-mulgt0 10665  ax-addf 10667  ax-mulf 10668

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-xor 1503  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2557  df-eu 2588  df-clab 2736  df-cleq 2750  df-clel 2830  df-nfc 2901  df-ne 2952  df-nel 3056  df-ral 3075  df-rex 3076  df-reu 3077  df-rmo 3078  df-rab 3079  df-v 3411  df-sbc 3699  df-csb 3808  df-dif 3863  df-un 3865  df-in 3867  df-ss 3877  df-pss 3879  df-nul 4228  df-if 4424  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-ot 4534  df-uni 4802  df-int 4842  df-iun 4888  df-iin 4889  df-br 5037  df-opab 5099  df-mpt 5117  df-tr 5143  df-id 5434  df-eprel 5439  df-po 5447  df-so 5448  df-fr 5487  df-se 5488  df-we 5489  df-xp 5534  df-rel 5535  df-cnv 5536  df-co 5537  df-dm 5538  df-rn 5539  df-res 5540  df-ima 5541  df-pred 6131  df-ord 6177  df-on 6178  df-lim 6179  df-suc 6180  df-iota 6299  df-fun 6342  df-fn 6343  df-f 6344  df-f1 6345  df-fo 6346  df-f1o 6347  df-fv 6348  df-isom 6349  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-of 7411  df-ofr 7412  df-om 7586  df-1st 7699  df-2nd 7700  df-supp 7842  df-tpos 7908  df-wrecs 7963  df-recs 8024  df-rdg 8062  df-1o 8118  df-2o 8119  df-er 8305  df-map 8424  df-pm 8425  df-ixp 8493  df-en 8541  df-dom 8542  df-sdom 8543  df-fin 8544  df-fsupp 8880  df-sup 8952  df-oi 9020  df-card 9414  df-pnf 10728  df-mnf 10729  df-xr 10730  df-ltxr 10731  df-le 10732  df-sub 10923  df-neg 10924  df-div 11349  df-nn 11688  df-2 11750  df-3 11751  df-4 11752  df-5 11753  df-6 11754  df-7 11755  df-8 11756  df-9 11757  df-n0 11948  df-xnn0 12020  df-z 12034  df-dec 12151  df-uz 12296  df-rp 12444  df-fz 12953  df-fzo 13096  df-seq 13432  df-exp 13493  df-fac 13697  df-bc 13726  df-hash 13754  df-word 13927  df-lsw 13975  df-concat 13983  df-s1 14010  df-substr 14063  df-pfx 14093  df-splice 14172  df-reverse 14181  df-s2 14270  df-struct 16557  df-ndx 16558  df-slot 16559  df-base 16561  df-sets 16562  df-ress 16563  df-plusg 16650  df-mulr 16651  df-starv 16652  df-sca 16653  df-vsca 16654  df-ip 16655  df-tset 16656  df-ple 16657  df-ds 16659  df-unif 16660  df-hom 16661  df-cco 16662  df-0g 16787  df-gsum 16788  df-prds 16793  df-pws 16795  df-mre 16929  df-mrc 16930  df-acs 16932  df-mgm 17932  df-sgrp 17981  df-mnd 17992  df-mhm 18036  df-submnd 18037  df-efmnd 18114  df-grp 18186  df-minusg 18187  df-sbg 18188  df-mulg 18306  df-subg 18357  df-ghm 18437  df-gim 18480  df-cntz 18528  df-oppg 18555  df-symg 18577  df-pmtr 18651  df-psgn 18700  df-cmn 18989  df-abl 18990  df-mgp 19322  df-ur 19334  df-srg 19338  df-ring 19381  df-cring 19382  df-oppr 19458  df-dvdsr 19476  df-unit 19477  df-invr 19507  df-dvr 19518  df-rnghom 19552  df-drng 19586  df-subrg 19615  df-lmod 19718  df-lss 19786  df-sra 20026  df-rgmod 20027  df-cnfld 20181  df-zring 20253  df-zrh 20287  df-dsmm 20511  df-frlm 20526  df-assa 20632  df-ascl 20634  df-psr 20685  df-mvr 20686  df-mpl 20687  df-opsr 20689  df-psr1 20918  df-vr1 20919  df-ply1 20920  df-mamu 21100  df-mat 21122  df-mdet 21299  df-mat2pmat 21421  df-chpmat 21541

This theorem is referenced by: (None)