MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  m2cpminvid Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem m2cpminvid 23071
Description: The inverse transformation applied to the transformation of a matrix over a ring R results in the matrix itself. (Contributed by AV, 12-Nov-2019.) (Revised by AV, 13-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
m2cpminvid.i 𝐼 = (𝑁 cPolyMatToMat 𝑅)
m2cpminvid.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
m2cpminvid.k 𝐾 = (Base‘𝐴)
m2cpminvid.t 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
Assertion
Ref Expression
m2cpminvid ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝐼‘(𝑇‘𝑀)) = 𝑀)

Proof of Theorem m2cpminvid
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2760 . . . 4 (𝑁 ConstPolyMat 𝑅) = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
2 m2cpminvid.t . . . 4 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
3 m2cpminvid.a . . . 4 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4 m2cpminvid.k . . . 4 𝐾 = (Base‘𝐴)
51, 2, 3, 4m2cpm 23059 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝑇‘𝑀) ∈ (𝑁 ConstPolyMat 𝑅))
6 m2cpminvid.i . . . 4 𝐼 = (𝑁 cPolyMatToMat 𝑅)
76, 1cpm2mval 23068 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑇‘𝑀) ∈ (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)) → (𝐼‘(𝑇‘𝑀)) = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ ((coe1‘(𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦))‘0)))
85, 7syld3an3 1436 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝐼‘(𝑇‘𝑀)) = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ ((coe1‘(𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦))‘0)))
9 eqid 2760 . . . . . . . 8 (Poly1‘𝑅) = (Poly1‘𝑅)
10 eqid 2760 . . . . . . . 8 (algSc‘(Poly1‘𝑅)) = (algSc‘(Poly1‘𝑅))
112, 3, 4, 9, 10mat2pmatvalel 23043 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦) = ((algSc‘(Poly1‘𝑅))‘(𝑥𝑀𝑦)))
12113impb 1132 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → (𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦) = ((algSc‘(Poly1‘𝑅))‘(𝑥𝑀𝑦)))
1312fveq2d 6889 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → (coe1‘(𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦)) = (coe1‘((algSc‘(Poly1‘𝑅))‘(𝑥𝑀𝑦))))
1413fveq1d 6887 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → ((coe1‘(𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦))‘0) = ((coe1‘((algSc‘(Poly1‘𝑅))‘(𝑥𝑀𝑦)))‘0))
15 simp12 1223 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
16 eqid 2760 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
17 simp2 1155 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → 𝑥 ∈ 𝑁)
18 simp3 1156 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → 𝑦 ∈ 𝑁)
19 simp13 1224 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → 𝑀 ∈ 𝐾)
203, 16, 4, 17, 18, 19matecld 22741 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → (𝑥𝑀𝑦) ∈ (Base‘𝑅))
219, 10, 16ply1sclid 22607 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑥𝑀𝑦) ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥𝑀𝑦) = ((coe1‘((algSc‘(Poly1‘𝑅))‘(𝑥𝑀𝑦)))‘0))
2215, 20, 21syl2anc 596 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → (𝑥𝑀𝑦) = ((coe1‘((algSc‘(Poly1‘𝑅))‘(𝑥𝑀𝑦)))‘0))
2314, 22eqtr4d 2798 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → ((coe1‘(𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦))‘0) = (𝑥𝑀𝑦))
2423mpoeq3dva 7497 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ ((coe1‘(𝑥(𝑇‘𝑀)𝑦))‘0)) = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)))
25 eqidd 2761 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)))
26 oveq12 7429 . . . . . 6 ((𝑥 = 𝑖 ∧ 𝑦 = 𝑗) → (𝑥𝑀𝑦) = (𝑖𝑀𝑗))
2726adantl 487 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) ∧ (𝑥 = 𝑖 ∧ 𝑦 = 𝑗)) → (𝑥𝑀𝑦) = (𝑖𝑀𝑗))
28 simprl 783 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → 𝑖 ∈ 𝑁)
29 simprr 785 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → 𝑗 ∈ 𝑁)
30 ovexd 7455 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖𝑀𝑗) ∈ V)
3125, 27, 28, 29, 30ovmpod 7572 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦))𝑗) = (𝑖𝑀𝑗))
3231ralrimivva 3205 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → ∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦))𝑗) = (𝑖𝑀𝑗))
33 simp1 1154 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → 𝑁 ∈ Fin)
34 simp2 1155 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → 𝑅 ∈ Ring)
353, 16, 4, 33, 34, 20matbas2d 22738 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)) ∈ 𝐾)
36 simp3 1156 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → 𝑀 ∈ 𝐾)
373, 4eqmat 22739 . . . 4 (((𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)) ∈ 𝐾 ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → ((𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)) = 𝑀 ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦))𝑗) = (𝑖𝑀𝑗)))
3835, 36, 37syl2anc 596 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → ((𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)) = 𝑀 ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦))𝑗) = (𝑖𝑀𝑗)))
3932, 38mpbird 260 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ (𝑥𝑀𝑦)) = 𝑀)
408, 24, 393eqtrd 2799 1 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝐼‘(𝑇‘𝑀)) = 𝑀)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  Vcvv 3450  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422  Fincfn 8973  0cc0 11200  Basecbs 17387  Ringcrg 20459  algSccascl 22160  Poly1cpl1 22495  coe1cco1 22496   Mat cmat 22722   ConstPolyMat ccpmat 23021   matToPolyMat cmat2pmat 23022   cPolyMatToMat ccpmat2mat 23023
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-ot 4592  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  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-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-ofr 7694  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-hash 14475  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-ghm 19428  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-dsmm 22038  df-frlm 22053  df-ascl 22163  df-psr 22217  df-mvr 22218  df-mpl 22219  df-opsr 22221  df-psr1 22498  df-vr1 22499  df-ply1 22500  df-coe1 22501  df-mat 22723  df-cpmat 23024  df-mat2pmat 23025  df-cpmat2mat 23026
This theorem is used by:  m2cpminv  23078  m2cpminv0  23079  cayhamlem4  23206
  Copyright terms: Public domain W3C validator