Theorem decpmatcl 22905

Description: Closure of the decomposition of a polynomial matrix: The matrix consisting of the coefficients in the polynomial entries of a polynomial matrix for the same power is a matrix. (Contributed by AV, 28-Sep-2019.) (Revised by AV, 2-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
decpmate.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
decpmate.c	⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
decpmate.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
decpmatcl.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
decpmatcl.d	⊢ 𝐷 = (Base‘𝐴)

Assertion

Ref	Expression
decpmatcl	⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝑀 decompPMat 𝐾) ∈ 𝐷)

Proof of Theorem decpmatcl

Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		decpmate.c	. . . 4 ⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
2		decpmate.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
3	1, 2	decpmatval 22903	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝑀 decompPMat 𝐾) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((coe1‘(𝑖𝑀𝑗))‘𝐾)))
4	3	3adant1 1148	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝑀 decompPMat 𝐾) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((coe1‘(𝑖𝑀𝑗))‘𝐾)))
5		decpmatcl.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
6		eqid 2763	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
7		decpmatcl.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = (Base‘𝐴)
8	1, 2	matrcl 22550	. . . . 5 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ V))
9	8	simpld 499	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐵 → 𝑁 ∈ Fin)
10	9	3ad2ant2 1152	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ Fin)
11		simp1 1154	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ 𝑉)
12		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
13		simp2 1155	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
14		simp3 1156	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
15		simp2 1155	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ 𝐵)
16	15	3ad2ant1 1151	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑀 ∈ 𝐵)
17	1, 12, 2, 13, 14, 16	matecld 22564	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑃))
18		simp3 1156	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → 𝐾 ∈ ℕ0)
19	18	3ad2ant1 1151	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝐾 ∈ ℕ0)
20		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (coe1‘(𝑖𝑀𝑗)) = (coe1‘(𝑖𝑀𝑗))
21		decpmate.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
22	20, 12, 21, 6	coe1fvalcl 22353	. . . 4 ⊢ (((𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑃) ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → ((coe1‘(𝑖𝑀𝑗))‘𝐾) ∈ (Base‘𝑅))
23	17, 19, 22	syl2anc 595	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((coe1‘(𝑖𝑀𝑗))‘𝐾) ∈ (Base‘𝑅))
24	5, 6, 7, 10, 11, 23	matbas2d 22561	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((coe1‘(𝑖𝑀𝑗))‘𝐾)) ∈ 𝐷)
25	4, 24	eqeltrd 2863	1 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ ℕ0) → (𝑀 decompPMat 𝐾) ∈ 𝐷)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  Vcvv 3455  ‘cfv 6538  (class class class)co 7412   ∈ cmpo 7414  Fincfn 8944  ℕ₀cn0 12505  Basecbs 17270  Poly₁cpl1 22318  coe₁cco1 22319   Mat cmat 22545   decompPMat cdecpmat 22900

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-tp 4595  df-op 4597  df-ot 4599  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7676  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8158  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-er 8695  df-map 8827  df-ixp 8897  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-fsupp 9323  df-sup 9403  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-4 12306  df-5 12307  df-6 12308  df-7 12309  df-8 12310  df-9 12311  df-n0 12506  df-z 12593  df-dec 12713  df-uz 12864  df-fz 13537  df-struct 17208  df-sets 17225  df-slot 17243  df-ndx 17255  df-base 17271  df-ress 17292  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17495  df-prds 17501  df-pws 17503  df-sra 21275  df-rgmod 21276  df-dsmm 21863  df-frlm 21878  df-psr 22040  df-opsr 22044  df-psr1 22321  df-ply1 22323  df-coe1 22324  df-mat 22546  df-decpmat 22901

This theorem is referenced by:  decpmataa0  22906  decpmatmul  22910  pmatcollpw1  22914  pmatcollpw2  22916  pmatcollpwlem  22918  pmatcollpw  22919  pmatcollpwfi  22920  pmatcollpwscmatlem2  22928  pm2mpf1lem  22932  pm2mpcl  22935  pm2mpcoe1  22938  mp2pm2mplem5  22948  mp2pm2mp  22949  pm2mpghmlem2  22950  pm2mpghmlem1  22951  pm2mpghm  22954  pm2mpmhmlem2  22957