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

Theorem cpmatsubgpmat 21329
Description: The set of all constant polynomial matrices over a ring 𝑅 is an additive subgroup of the ring of all polynomial matrices over the ring 𝑅. (Contributed by AV, 15-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
cpmatsrngpmat.s 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
cpmatsrngpmat.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
cpmatsrngpmat.c 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
Assertion
Ref Expression
cpmatsubgpmat ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐶))

Proof of Theorem cpmatsubgpmat
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑥 𝑦 𝑘 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cpmatsrngpmat.s . . . 4 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
2 cpmatsrngpmat.p . . . 4 𝑃 = (Poly1𝑅)
3 cpmatsrngpmat.c . . . 4 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
4 eqid 2801 . . . 4 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
51, 2, 3, 4cpmat 21318 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 = {𝑚 ∈ (Base‘𝐶) ∣ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑘 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖𝑚𝑗))‘𝑘) = (0g𝑅)})
6 ssrab2 4010 . . 3 {𝑚 ∈ (Base‘𝐶) ∣ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑘 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖𝑚𝑗))‘𝑘) = (0g𝑅)} ⊆ (Base‘𝐶)
75, 6eqsstrdi 3972 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐶))
81, 2, 31elcpmat 21324 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r𝐶) ∈ 𝑆)
98ne0d 4254 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 ≠ ∅)
101, 2, 3cpmatacl 21325 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → ∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥(+g𝐶)𝑦) ∈ 𝑆)
111, 2, 3cpmatinvcl 21326 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → ∀𝑥𝑆 ((invg𝐶)‘𝑥) ∈ 𝑆)
12 r19.26 3140 . . 3 (∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥(+g𝐶)𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐶)‘𝑥) ∈ 𝑆) ↔ (∀𝑥𝑆𝑦𝑆 (𝑥(+g𝐶)𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑥𝑆 ((invg𝐶)‘𝑥) ∈ 𝑆))
1310, 11, 12sylanbrc 586 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥(+g𝐶)𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐶)‘𝑥) ∈ 𝑆))
142, 3pmatring 21301 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐶 ∈ Ring)
15 ringgrp 19299 . . 3 (𝐶 ∈ Ring → 𝐶 ∈ Grp)
16 eqid 2801 . . . 4 (+g𝐶) = (+g𝐶)
17 eqid 2801 . . . 4 (invg𝐶) = (invg𝐶)
184, 16, 17issubg2 18290 . . 3 (𝐶 ∈ Grp → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐶) ↔ (𝑆 ⊆ (Base‘𝐶) ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥(+g𝐶)𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐶)‘𝑥) ∈ 𝑆))))
1914, 15, 183syl 18 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐶) ↔ (𝑆 ⊆ (Base‘𝐶) ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝑆 (∀𝑦𝑆 (𝑥(+g𝐶)𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ((invg𝐶)‘𝑥) ∈ 𝑆))))
207, 9, 13, 19mpbir3and 1339 1 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  wral 3109  {crab 3113  wss 3884  c0 4246  cfv 6328  (class class class)co 7139  Fincfn 8496  cn 11629  Basecbs 16479  +gcplusg 16561  0gc0g 16709  Grpcgrp 18099  invgcminusg 18100  SubGrpcsubg 18269  1rcur 19248  Ringcrg 19294  Poly1cpl1 20810  coe1cco1 20811   Mat cmat 21016   ConstPolyMat ccpmat 21312
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 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-ot 4537  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-iin 4887  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-se 5483  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-of 7393  df-ofr 7394  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-supp 7818  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-2o 8090  df-oadd 8093  df-er 8276  df-map 8395  df-pm 8396  df-ixp 8449  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-fsupp 8822  df-sup 8894  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-nn 11630  df-2 11692  df-3 11693  df-4 11694  df-5 11695  df-6 11696  df-7 11697  df-8 11698  df-9 11699  df-n0 11890  df-z 11974  df-dec 12091  df-uz 12236  df-fz 12890  df-fzo 13033  df-seq 13369  df-hash 13691  df-struct 16481  df-ndx 16482  df-slot 16483  df-base 16485  df-sets 16486  df-ress 16487  df-plusg 16574  df-mulr 16575  df-sca 16577  df-vsca 16578  df-ip 16579  df-tset 16580  df-ple 16581  df-ds 16583  df-hom 16585  df-cco 16586  df-0g 16711  df-gsum 16712  df-prds 16717  df-pws 16719  df-mre 16853  df-mrc 16854  df-acs 16856  df-mgm 17848  df-sgrp 17897  df-mnd 17908  df-mhm 17952  df-submnd 17953  df-grp 18102  df-minusg 18103  df-sbg 18104  df-mulg 18221  df-subg 18272  df-ghm 18352  df-cntz 18443  df-cmn 18904  df-abl 18905  df-mgp 19237  df-ur 19249  df-srg 19253  df-ring 19296  df-subrg 19530  df-lmod 19633  df-lss 19701  df-sra 19941  df-rgmod 19942  df-dsmm 20425  df-frlm 20440  df-ascl 20548  df-psr 20598  df-mvr 20599  df-mpl 20600  df-opsr 20602  df-psr1 20813  df-vr1 20814  df-ply1 20815  df-coe1 20816  df-mamu 20995  df-mat 21017  df-cpmat 21315
This theorem is referenced by:  cpmatsrgpmat  21330  0elcpmat  21331  m2cpmghm  21353  m2cpmrngiso  21367  chfacfisfcpmat  21464
  Copyright terms: Public domain W3C validator