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

Theorem cramerlem1 22544
Description: Lemma 1 for cramer 22548. (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 1133 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑋 ∈ 𝐡 ∧ π‘Œ ∈ 𝑉) ∧ ((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ)) β†’ 𝑅 ∈ CRing)
21anim1i 614 . . . 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 1189 . . . 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 pm3.22 459 . . . . . . 7 (((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ) β†’ ((𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ ∧ (π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…)))
543adant2 1128 . . . . . 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 1132 . . . . 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 480 . . . 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 2726 . . . . 5 (((1rβ€˜π΄)(𝑁 matRepV 𝑅)𝑍)β€˜π‘Ž) = (((1rβ€˜π΄)(𝑁 matRepV 𝑅)𝑍)β€˜π‘Ž)
12 eqid 2726 . . . . 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 22543 . . . 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 1368 . . 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 3140 . 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 8861 . . . . . 6 (𝑍 ∈ ((Baseβ€˜π‘…) ↑m 𝑁) β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
2019, 10eleq2s 2845 . . . . 5 (𝑍 ∈ 𝑉 β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
21203ad2ant2 1131 . . . 4 (((π·β€˜π‘‹) ∈ (Unitβ€˜π‘…) ∧ 𝑍 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 Β· 𝑍) = π‘Œ) β†’ 𝑍 Fn 𝑁)
22213ad2ant3 1132 . . 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 6890 . . . 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 7420 . . 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 7440 . . 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 7440 . . 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 7036 . 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 257 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 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3055  Vcvv 3468  βŸ¨cop 4629   ↦ cmpt 5224   Fn wfn 6532  β€˜cfv 6537  (class class class)co 7405   ↑m cmap 8822  Basecbs 17153  1rcur 20086  CRingccrg 20139  Unitcui 20257  /rcdvr 20302   Mat cmat 22262   maVecMul cmvmul 22397   matRepV cmatrepV 22414   maDet cmdat 22441
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-addf 11191  ax-mulf 11192
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-xor 1505  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-ot 4632  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7667  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8147  df-tpos 8212  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-sup 9439  df-oi 9507  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-rp 12981  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-seq 13973  df-exp 14033  df-hash 14296  df-word 14471  df-lsw 14519  df-concat 14527  df-s1 14552  df-substr 14597  df-pfx 14627  df-splice 14706  df-reverse 14715  df-s2 14805  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-starv 17221  df-sca 17222  df-vsca 17223  df-ip 17224  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ds 17228  df-unif 17229  df-hom 17230  df-cco 17231  df-0g 17396  df-gsum 17397  df-prds 17402  df-pws 17404  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-mhm 18713  df-submnd 18714  df-efmnd 18794  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-mulg 18996  df-subg 19050  df-ghm 19139  df-gim 19184  df-cntz 19233  df-oppg 19262  df-symg 19287  df-pmtr 19362  df-psgn 19411  df-evpm 19412  df-cmn 19702  df-abl 19703  df-mgp 20040  df-rng 20058  df-ur 20087  df-srg 20092  df-ring 20140  df-cring 20141  df-oppr 20236  df-dvdsr 20259  df-unit 20260  df-invr 20290  df-dvr 20303  df-rhm 20374  df-subrng 20446  df-subrg 20471  df-drng 20589  df-lmod 20708  df-lss 20779  df-sra 21021  df-rgmod 21022  df-cnfld 21241  df-zring 21334  df-zrh 21390  df-dsmm 21627  df-frlm 21642  df-mamu 22241  df-mat 22263  df-mvmul 22398  df-marrep 22415  df-marepv 22416  df-subma 22434  df-mdet 22442  df-minmar1 22492
This theorem is referenced by:  cramerlem2  22545  cramer  22548
  Copyright terms: Public domain W3C validator