MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  m2cpm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem m2cpm 22563
Description: The result of a matrix transformation is a constant polynomial matrix. (Contributed by AV, 18-Nov-2019.) (Proof shortened by AV, 28-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
m2cpm.s 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
m2cpm.t 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
m2cpm.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
m2cpm.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
Assertion
Ref Expression
m2cpm ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → (𝑇𝑀) ∈ 𝑆)

Proof of Theorem m2cpm
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 m2cpm.t . . . . . . . . 9 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
2 m2cpm.a . . . . . . . . 9 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
3 m2cpm.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐴)
4 eqid 2731 . . . . . . . . 9 (Poly1𝑅) = (Poly1𝑅)
5 eqid 2731 . . . . . . . . 9 (algSc‘(Poly1𝑅)) = (algSc‘(Poly1𝑅))
61, 2, 3, 4, 5mat2pmatvalel 22547 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑖(𝑇𝑀)𝑗) = ((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))
76adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑖(𝑇𝑀)𝑗) = ((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))
87fveq2d 6895 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗)) = (coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗))))
98fveq1d 6893 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = ((coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))‘𝑛))
10 simpl2 1191 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
11 eqid 2731 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 simprl 768 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑖𝑁)
13 simprr 770 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
14 simpl3 1192 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑀𝐵)
152, 11, 3, 12, 13, 14matecld 22248 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅))
1610, 15jca 511 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅)))
1716adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅)))
18 eqid 2731 . . . . . . . 8 (0g𝑅) = (0g𝑅)
194, 5, 11, 18coe1scl 22129 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅)) → (coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅))))
2017, 19syl 17 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅))))
21 eqeq1 2735 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝑛 → (𝑘 = 0 ↔ 𝑛 = 0))
2221ifbid 4551 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑛 → if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) = if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)))
2322adantl 481 . . . . . 6 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ 𝑘 = 𝑛) → if(𝑘 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) = if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)))
24 nnnn0 12486 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℕ0)
2524adantl 481 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑛 ∈ ℕ0)
26 ovex 7445 . . . . . . . 8 (𝑖𝑀𝑗) ∈ V
27 fvex 6904 . . . . . . . 8 (0g𝑅) ∈ V
2826, 27ifex 4578 . . . . . . 7 if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) ∈ V
2928a1i 11 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) ∈ V)
3020, 23, 25, 29fvmptd 7005 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((coe1‘((algSc‘(Poly1𝑅))‘(𝑖𝑀𝑗)))‘𝑛) = if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)))
31 nnne0 12253 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ≠ 0)
3231neneqd 2944 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ℕ → ¬ 𝑛 = 0)
3332adantl 481 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ¬ 𝑛 = 0)
3433iffalsed 4539 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → if(𝑛 = 0, (𝑖𝑀𝑗), (0g𝑅)) = (0g𝑅))
359, 30, 343eqtrd 2775 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅))
3635ralrimiva 3145 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → ∀𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅))
3736ralrimivva 3199 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅))
38 eqid 2731 . . . 4 (𝑁 Mat (Poly1𝑅)) = (𝑁 Mat (Poly1𝑅))
391, 2, 3, 4, 38mat2pmatbas 22548 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → (𝑇𝑀) ∈ (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅))))
40 m2cpm.s . . . 4 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
41 eqid 2731 . . . 4 (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅))) = (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅)))
4240, 4, 38, 41cpmatel 22533 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑇𝑀) ∈ (Base‘(𝑁 Mat (Poly1𝑅)))) → ((𝑇𝑀) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅)))
4339, 42syld3an3 1408 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → ((𝑇𝑀) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑖𝑁𝑗𝑁𝑛 ∈ ℕ ((coe1‘(𝑖(𝑇𝑀)𝑗))‘𝑛) = (0g𝑅)))
4437, 43mpbird 257 1 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀𝐵) → (𝑇𝑀) ∈ 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2105  wral 3060  Vcvv 3473  ifcif 4528  cmpt 5231  cfv 6543  (class class class)co 7412  Fincfn 8945  0cc0 11116  cn 12219  0cn0 12479  Basecbs 17151  0gc0g 17392  Ringcrg 20134  algSccascl 21717  Poly1cpl1 22020  coe1cco1 22021   Mat cmat 22227   ConstPolyMat ccpmat 22525   matToPolyMat cmat2pmat 22526
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  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 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7674  df-ofr 7675  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-supp 8152  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-er 8709  df-map 8828  df-pm 8829  df-ixp 8898  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-fsupp 9368  df-sup 9443  df-oi 9511  df-card 9940  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-4 12284  df-5 12285  df-6 12286  df-7 12287  df-8 12288  df-9 12289  df-n0 12480  df-z 12566  df-dec 12685  df-uz 12830  df-fz 13492  df-fzo 13635  df-seq 13974  df-hash 14298  df-struct 17087  df-sets 17104  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-ress 17181  df-plusg 17217  df-mulr 17218  df-sca 17220  df-vsca 17221  df-ip 17222  df-tset 17223  df-ple 17224  df-ds 17226  df-hom 17228  df-cco 17229  df-0g 17394  df-gsum 17395  df-prds 17400  df-pws 17402  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18571  df-sgrp 18650  df-mnd 18666  df-mhm 18711  df-submnd 18712  df-grp 18864  df-minusg 18865  df-sbg 18866  df-mulg 18994  df-subg 19046  df-ghm 19135  df-cntz 19229  df-cmn 19698  df-abl 19699  df-mgp 20036  df-rng 20054  df-ur 20083  df-ring 20136  df-subrng 20442  df-subrg 20467  df-lmod 20704  df-lss 20775  df-sra 21019  df-rgmod 21020  df-dsmm 21597  df-frlm 21612  df-ascl 21720  df-psr 21772  df-mvr 21773  df-mpl 21774  df-opsr 21776  df-psr1 22023  df-vr1 22024  df-ply1 22025  df-coe1 22026  df-mat 22228  df-cpmat 22528  df-mat2pmat 22529
This theorem is referenced by:  m2cpmf  22564  m2cpminvid  22575  chfacfisfcpmat  22677
  Copyright terms: Public domain W3C validator