Theorem m2cpmrngiso 20933

Description: The transformation of matrices into constant polynomial matrices is a ring isomorphism. (Contributed by AV, 19-Nov-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
m2cpmfo.s	⊢ 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
m2cpmfo.t	⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
m2cpmfo.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
m2cpmfo.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐴)
m2cpmrngiso.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
m2cpmrngiso.c	⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
m2cpmrngiso.u	⊢ 𝑈 = (𝐶 ↾s 𝑆)

Assertion

Ref	Expression
m2cpmrngiso	⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑇 ∈ (𝐴 RingIso 𝑈))

Proof of Theorem m2cpmrngiso

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		m2cpmfo.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (𝑁 ConstPolyMat 𝑅)
2		m2cpmfo.t	. . 3 ⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
3		m2cpmfo.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4		m2cpmfo.k	. . 3 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐴)
5		m2cpmrngiso.p	. . 3 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
6		m2cpmrngiso.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
7		m2cpmrngiso.u	. . 3 ⊢ 𝑈 = (𝐶 ↾s 𝑆)
8	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	m2cpmrhm 20921	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑇 ∈ (𝐴 RingHom 𝑈))
9		crngring 18912	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
10	9	anim2i 612	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
11	1, 2, 3, 4	m2cpmf1o 20932	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑇:𝐾–1-1-onto→𝑆)
12		eqid 2825	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
13	1, 5, 6, 12	cpmatpmat 20885	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑚 ∈ 𝑆) → 𝑚 ∈ (Base‘𝐶))
14	13	3expia 1156	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑚 ∈ 𝑆 → 𝑚 ∈ (Base‘𝐶)))
15	14	ssrdv 3833	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐶))
16	7, 12	ressbas2 16294	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ⊆ (Base‘𝐶) → 𝑆 = (Base‘𝑈))
17	15, 16	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 = (Base‘𝑈))
18	17	eqcomd 2831	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (Base‘𝑈) = 𝑆)
19		f1oeq3 6369	. . . . 5 ⊢ ((Base‘𝑈) = 𝑆 → (𝑇:𝐾–1-1-onto→(Base‘𝑈) ↔ 𝑇:𝐾–1-1-onto→𝑆))
20	18, 19	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑇:𝐾–1-1-onto→(Base‘𝑈) ↔ 𝑇:𝐾–1-1-onto→𝑆))
21	11, 20	mpbird 249	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑇:𝐾–1-1-onto→(Base‘𝑈))
22	10, 21	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑇:𝐾–1-1-onto→(Base‘𝑈))
23	3	matring 20616	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
24	10, 23	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐴 ∈ Ring)
25	1, 5, 6	cpmatsubgpmat 20895	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐶))
26	7	subggrp 17948	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐶) → 𝑈 ∈ Grp)
27	10, 25, 26	3syl 18	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑈 ∈ Grp)
28		eqid 2825	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
29	4, 28	isrim 19089	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Ring ∧ 𝑈 ∈ Grp) → (𝑇 ∈ (𝐴 RingIso 𝑈) ↔ (𝑇 ∈ (𝐴 RingHom 𝑈) ∧ 𝑇:𝐾–1-1-onto→(Base‘𝑈))))
30	24, 27, 29	syl2anc 581	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑇 ∈ (𝐴 RingIso 𝑈) ↔ (𝑇 ∈ (𝐴 RingHom 𝑈) ∧ 𝑇:𝐾–1-1-onto→(Base‘𝑈))))
31	8, 22, 30	mpbir2and 706	1 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑇 ∈ (𝐴 RingIso 𝑈))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 386   = wceq 1658   ∈ wcel 2166   ⊆ wss 3798  –1-1-onto→wf1o 6122  ‘cfv 6123  (class class class)co 6905  Fincfn 8222  Basecbs 16222   ↾_s cress 16223  Grpcgrp 17776  SubGrpcsubg 17939  Ringcrg 18901  CRingccrg 18902   RingHom crh 19068   RingIso crs 19069  Poly₁cpl1 19907   Mat cmat 20580   ConstPolyMat ccpmat 20878   matToPolyMat cmat2pmat 20879

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1896  ax-4 1910  ax-5 2011  ax-6 2077  ax-7 2114  ax-8 2168  ax-9 2175  ax-10 2194  ax-11 2209  ax-12 2222  ax-13 2391  ax-ext 2803  ax-rep 4994  ax-sep 5005  ax-nul 5013  ax-pow 5065  ax-pr 5127  ax-un 7209  ax-inf2 8815  ax-cnex 10308  ax-resscn 10309  ax-1cn 10310  ax-icn 10311  ax-addcl 10312  ax-addrcl 10313  ax-mulcl 10314  ax-mulrcl 10315  ax-mulcom 10316  ax-addass 10317  ax-mulass 10318  ax-distr 10319  ax-i2m1 10320  ax-1ne0 10321  ax-1rid 10322  ax-rnegex 10323  ax-rrecex 10324  ax-cnre 10325  ax-pre-lttri 10326  ax-pre-lttrn 10327  ax-pre-ltadd 10328  ax-pre-mulgt0 10329

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 881  df-3or 1114  df-3an 1115  df-tru 1662  df-fal 1672  df-ex 1881  df-nf 1885  df-sb 2070  df-mo 2605  df-eu 2640  df-clab 2812  df-cleq 2818  df-clel 2821  df-nfc 2958  df-ne 3000  df-nel 3103  df-ral 3122  df-rex 3123  df-reu 3124  df-rmo 3125  df-rab 3126  df-v 3416  df-sbc 3663  df-csb 3758  df-dif 3801  df-un 3803  df-in 3805  df-ss 3812  df-pss 3814  df-nul 4145  df-if 4307  df-pw 4380  df-sn 4398  df-pr 4400  df-tp 4402  df-op 4404  df-ot 4406  df-uni 4659  df-int 4698  df-iun 4742  df-iin 4743  df-br 4874  df-opab 4936  df-mpt 4953  df-tr 4976  df-id 5250  df-eprel 5255  df-po 5263  df-so 5264  df-fr 5301  df-se 5302  df-we 5303  df-xp 5348  df-rel 5349  df-cnv 5350  df-co 5351  df-dm 5352  df-rn 5353  df-res 5354  df-ima 5355  df-pred 5920  df-ord 5966  df-on 5967  df-lim 5968  df-suc 5969  df-iota 6086  df-fun 6125  df-fn 6126  df-f 6127  df-f1 6128  df-fo 6129  df-f1o 6130  df-fv 6131  df-isom 6132  df-riota 6866  df-ov 6908  df-oprab 6909  df-mpt2 6910  df-of 7157  df-ofr 7158  df-om 7327  df-1st 7428  df-2nd 7429  df-supp 7560  df-wrecs 7672  df-recs 7734  df-rdg 7772  df-1o 7826  df-2o 7827  df-oadd 7830  df-er 8009  df-map 8124  df-pm 8125  df-ixp 8176  df-en 8223  df-dom 8224  df-sdom 8225  df-fin 8226  df-fsupp 8545  df-sup 8617  df-oi 8684  df-card 9078  df-pnf 10393  df-mnf 10394  df-xr 10395  df-ltxr 10396  df-le 10397  df-sub 10587  df-neg 10588  df-nn 11351  df-2 11414  df-3 11415  df-4 11416  df-5 11417  df-6 11418  df-7 11419  df-8 11420  df-9 11421  df-n0 11619  df-z 11705  df-dec 11822  df-uz 11969  df-fz 12620  df-fzo 12761  df-seq 13096  df-hash 13411  df-struct 16224  df-ndx 16225  df-slot 16226  df-base 16228  df-sets 16229  df-ress 16230  df-plusg 16318  df-mulr 16319  df-sca 16321  df-vsca 16322  df-ip 16323  df-tset 16324  df-ple 16325  df-ds 16327  df-hom 16329  df-cco 16330  df-0g 16455  df-gsum 16456  df-prds 16461  df-pws 16463  df-mre 16599  df-mrc 16600  df-acs 16602  df-mgm 17595  df-sgrp 17637  df-mnd 17648  df-mhm 17688  df-submnd 17689  df-grp 17779  df-minusg 17780  df-sbg 17781  df-mulg 17895  df-subg 17942  df-ghm 18009  df-cntz 18100  df-cmn 18548  df-abl 18549  df-mgp 18844  df-ur 18856  df-srg 18860  df-ring 18903  df-cring 18904  df-rnghom 19071  df-rngiso 19072  df-subrg 19134  df-lmod 19221  df-lss 19289  df-sra 19533  df-rgmod 19534  df-assa 19673  df-ascl 19675  df-psr 19717  df-mvr 19718  df-mpl 19719  df-opsr 19721  df-psr1 19910  df-vr1 19911  df-ply1 19912  df-coe1 19913  df-dsmm 20439  df-frlm 20454  df-mamu 20557  df-mat 20581  df-cpmat 20881  df-mat2pmat 20882  df-cpmat2mat 20883

This theorem is referenced by:  matcpmric  20934