MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cramerlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cramerlem1 22188
Description: Lemma 1 for cramer 22192. (Contributed by AV, 21-Feb-2019.) (Revised by AV, 1-Mar-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
cramer.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
cramer.b 𝐡 = (Baseβ€˜π΄)
cramer.v 𝑉 = ((Baseβ€˜π‘…) ↑m 𝑁)
cramer.d 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
cramer.x Β· = (𝑅 maVecMul βŸ¨π‘, π‘βŸ©)
cramer.q / = (/rβ€˜π‘…)
Assertion
Ref Expression
cramerlem1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ 𝑍 = (𝑖 ∈ 𝑁 ↦ ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘–)) / (π·β€˜π‘‹))))
Distinct variable groups:   𝐡,𝑖   𝐷,𝑖   𝑖,𝑁   𝑅,𝑖   𝑖,𝑉   𝑖,𝑋   𝑖,π‘Œ   𝑖,𝑍   Β· ,𝑖   / ,𝑖
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑖)

Proof of Theorem cramerlem1
Dummy variable π‘Ž is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp1 1136 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ 𝑅 ∈ CRing)
21anim1i 615 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) ∧ π‘Ž ∈ 𝑁) β†’ (𝑅 ∈ CRing ∧ π‘Ž ∈ 𝑁))
3 simpl2 1192 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) ∧ π‘Ž ∈ 𝑁) β†’ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉))
4 pm3.22 460 . . . . . . 7 (((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ) β†’ ((𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ ∧ (π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…)))
543adant2 1131 . . . . . 6 (((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ) β†’ ((𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ ∧ (π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…)))
653ad2ant3 1135 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ ((𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ ∧ (π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…)))
76adantr 481 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) ∧ π‘Ž ∈ 𝑁) β†’ ((𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ ∧ (π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…)))
8 cramer.a . . . . 5 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
9 cramer.b . . . . 5 𝐡 = (Baseβ€˜π΄)
10 cramer.v . . . . 5 𝑉 = ((Baseβ€˜π‘…) ↑m 𝑁)
11 eqid 2732 . . . . 5 (((1rβ€˜π΄)(𝑁 matRepV 𝑅)𝑍)β€˜π‘Ž) = (((1rβ€˜π΄)(𝑁 matRepV 𝑅)𝑍)β€˜π‘Ž)
12 eqid 2732 . . . . 5 ((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž) = ((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)
13 cramer.x . . . . 5 Β· = (𝑅 maVecMul βŸ¨π‘, π‘βŸ©)
14 cramer.d . . . . 5 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
15 cramer.q . . . . 5 / = (/rβ€˜π‘…)
168, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15cramerimp 22187 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ π‘Ž ∈ 𝑁) ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ ∧ (π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…))) β†’ (π‘β€˜π‘Ž) = ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) / (π·β€˜π‘‹)))
172, 3, 7, 16syl3anc 1371 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) ∧ π‘Ž ∈ 𝑁) β†’ (π‘β€˜π‘Ž) = ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) / (π·β€˜π‘‹)))
1817ralrimiva 3146 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ βˆ€π‘Ž ∈ 𝑁 (π‘β€˜π‘Ž) = ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) / (π·β€˜π‘‹)))
19 elmapfn 8858 . . . . . 6 (𝑍 ∈ ((Baseβ€˜π‘…) ↑m 𝑁) β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
2019, 10eleq2s 2851 . . . . 5 (𝑍 ∈ 𝑉 β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
21203ad2ant2 1134 . . . 4 (((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ) β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
22213ad2ant3 1135 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
23 2fveq3 6896 . . . 4 (π‘Ž = 𝑖 β†’ (π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) = (π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘–)))
2423oveq1d 7423 . . 3 (π‘Ž = 𝑖 β†’ ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) / (π·β€˜π‘‹)) = ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘–)) / (π·β€˜π‘‹)))
25 ovexd 7443 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) ∧ π‘Ž ∈ 𝑁) β†’ ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) / (π·β€˜π‘‹)) ∈ V)
26 ovexd 7443 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) β†’ ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘–)) / (π·β€˜π‘‹)) ∈ V)
2722, 24, 25, 26fnmptfvd 7042 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ (𝑍 = (𝑖 ∈ 𝑁 ↦ ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘–)) / (π·β€˜π‘‹))) ↔ βˆ€π‘Ž ∈ 𝑁 (π‘β€˜π‘Ž) = ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘Ž)) / (π·β€˜π‘‹))))
2818, 27mpbird 256 1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ 𝑍 = (𝑖 ∈ 𝑁 ↦ ((π·β€˜((𝑋(𝑁 matRepV 𝑅)π‘Œ)β€˜π‘–)) / (π·β€˜π‘‹))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  Vcvv 3474  βŸ¨cop 4634   ↦ cmpt 5231   Fn wfn 6538  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408   ↑m cmap 8819  Basecbs 17143  1rcur 20003  CRingccrg 20056  Unitcui 20168  /rcdvr 20213   Mat cmat 21906   maVecMul cmvmul 22041   matRepV cmatrepV 22058   maDet cmdat 22085
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-addf 11188  ax-mulf 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-xor 1510  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-ot 4637  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8146  df-tpos 8210  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-2o 8466  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-ixp 8891  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fsupp 9361  df-sup 9436  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-xnn0 12544  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-rp 12974  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-seq 13966  df-exp 14027  df-hash 14290  df-word 14464  df-lsw 14512  df-concat 14520  df-s1 14545  df-substr 14590  df-pfx 14620  df-splice 14699  df-reverse 14708  df-s2 14798  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-hom 17220  df-cco 17221  df-0g 17386  df-gsum 17387  df-prds 17392  df-pws 17394  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-acs 17532  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-mhm 18670  df-submnd 18671  df-efmnd 18749  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-sbg 18823  df-mulg 18950  df-subg 19002  df-ghm 19089  df-gim 19132  df-cntz 19180  df-oppg 19209  df-symg 19234  df-pmtr 19309  df-psgn 19358  df-evpm 19359  df-cmn 19649  df-abl 19650  df-mgp 19987  df-ur 20004  df-srg 20009  df-ring 20057  df-cring 20058  df-oppr 20149  df-dvdsr 20170  df-unit 20171  df-invr 20201  df-dvr 20214  df-rnghom 20250  df-subrg 20316  df-drng 20358  df-lmod 20472  df-lss 20542  df-sra 20784  df-rgmod 20785  df-cnfld 20944  df-zring 21017  df-zrh 21052  df-dsmm 21286  df-frlm 21301  df-mamu 21885  df-mat 21907  df-mvmul 22042  df-marrep 22059  df-marepv 22060  df-subma 22078  df-mdet 22086  df-minmar1 22136
This theorem is referenced by:  cramerlem2  22189  cramer  22192
  Copyright terms: Public domain W3C validator