Theorem m2pmfzgsumcl 20878

Description: Closure of the sum of scaled transformed matrices. (Contributed by AV, 4-Nov-2019.) (Proof shortened by AV, 28-Nov-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
m2pmfzmap.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
m2pmfzmap.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
m2pmfzmap.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
m2pmfzmap.y	⊢ 𝑌 = (𝑁 Mat 𝑃)
m2pmfzmap.t	⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
m2pmfzmapfsupp.x	⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)
m2pmfzmapfsupp.e	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
m2pmfzgsumcl.m	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑌)

Assertion

Ref	Expression
m2pmfzgsumcl	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → (𝑌 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑠) ↦ ((𝑖 ↑ 𝑋) · (𝑇‘(𝑏‘𝑖))))) ∈ (Base‘𝑌))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑖   𝑖,𝑀   𝑖,𝑁   𝑅,𝑖   𝑖,𝑌   𝑖,𝑏   𝑖,𝑠

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑖,𝑠,𝑏)   𝐵(𝑠,𝑏)   𝑃(𝑖,𝑠,𝑏)   𝑅(𝑠,𝑏)   𝑇(𝑖,𝑠,𝑏)   · (𝑖,𝑠,𝑏)   ↑ (𝑖,𝑠,𝑏)   𝑀(𝑠,𝑏)   𝑁(𝑠,𝑏)   𝑋(𝑖,𝑠,𝑏)   𝑌(𝑠,𝑏)

Proof of Theorem m2pmfzgsumcl

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2797	. 2 ⊢ (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
2		crngring 18871	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
3		m2pmfzmap.p	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
4	3	ply1ring 19937	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
5	2, 4	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ Ring)
6		m2pmfzmap.y	. . . . . . 7 ⊢ 𝑌 = (𝑁 Mat 𝑃)
7	6	matring 20571	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Ring) → 𝑌 ∈ Ring)
8	5, 7	sylan2 587	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑌 ∈ Ring)
9		ringcmn 18894	. . . . 5 ⊢ (𝑌 ∈ Ring → 𝑌 ∈ CMnd)
10	8, 9	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑌 ∈ CMnd)
11	10	3adant3 1163	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → 𝑌 ∈ CMnd)
12	11	adantr 473	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → 𝑌 ∈ CMnd)
13		fzfid 13023	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → (0...𝑠) ∈ Fin)
14		simpll1 1270	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → 𝑁 ∈ Fin)
15	5	3ad2ant2 1165	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → 𝑃 ∈ Ring)
16	15	ad2antrr 718	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → 𝑃 ∈ Ring)
17	2	3ad2ant2 1165	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → 𝑅 ∈ Ring)
18	17	adantr 473	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → 𝑅 ∈ Ring)
19		elfznn0 12683	. . . . 5 ⊢ (𝑖 ∈ (0...𝑠) → 𝑖 ∈ ℕ0)
20		m2pmfzmapfsupp.x	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)
21		eqid 2797	. . . . . 6 ⊢ (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
22		m2pmfzmapfsupp.e	. . . . . 6 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
23		eqid 2797	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
24	3, 20, 21, 22, 23	ply1moncl 19960	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) → (𝑖 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
25	18, 19, 24	syl2an 590	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → (𝑖 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
26	2	anim2i 611	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
27	26	3adant3 1163	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
28		simpl 475	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠))) → 𝑠 ∈ ℕ0)
29	27, 28	anim12i 607	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0))
30		df-3an 1110	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ↔ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ 𝑠 ∈ ℕ0))
31	29, 30	sylibr 226	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑠 ∈ ℕ0))
32	31	adantr 473	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑠 ∈ ℕ0))
33		simprr 790	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))
34	33	anim1i 609	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → (𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)))
35		m2pmfzmap.a	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
36		m2pmfzmap.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
37		m2pmfzmap.t	. . . . . 6 ⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
38	35, 36, 3, 6, 37	m2pmfzmap 20877	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑠 ∈ ℕ0) ∧ (𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠))) → (𝑇‘(𝑏‘𝑖)) ∈ (Base‘𝑌))
39	32, 34, 38	syl2anc 580	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → (𝑇‘(𝑏‘𝑖)) ∈ (Base‘𝑌))
40		m2pmfzgsumcl.m	. . . . 5 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑌)
41	23, 6, 1, 40	matvscl 20559	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Ring) ∧ ((𝑖 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃) ∧ (𝑇‘(𝑏‘𝑖)) ∈ (Base‘𝑌))) → ((𝑖 ↑ 𝑋) · (𝑇‘(𝑏‘𝑖))) ∈ (Base‘𝑌))
42	14, 16, 25, 39, 41	syl22anc 868	. . 3 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝑠)) → ((𝑖 ↑ 𝑋) · (𝑇‘(𝑏‘𝑖))) ∈ (Base‘𝑌))
43	42	ralrimiva 3145	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → ∀𝑖 ∈ (0...𝑠)((𝑖 ↑ 𝑋) · (𝑇‘(𝑏‘𝑖))) ∈ (Base‘𝑌))
44	1, 12, 13, 43	gsummptcl 18678	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝑠 ∈ ℕ0 ∧ 𝑏 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (0...𝑠)))) → (𝑌 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑠) ↦ ((𝑖 ↑ 𝑋) · (𝑇‘(𝑏‘𝑖))))) ∈ (Base‘𝑌))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 385   ∧ w3a 1108   = wceq 1653   ∈ wcel 2157   ↦ cmpt 4920  ‘cfv 6099  (class class class)co 6876   ↑_𝑚 cmap 8093  Fincfn 8193  0cc0 10222  ℕ₀cn0 11576  ...cfz 12576  Basecbs 16181   ·_𝑠 cvsca 16268   Σ_g cgsu 16413  ._gcmg 17853  CMndccmn 18505  mulGrpcmgp 18802  Ringcrg 18860  CRingccrg 18861  var₁cv1 19865  Poly₁cpl1 19866   Mat cmat 20535   matToPolyMat cmat2pmat 20834

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2354  ax-ext 2775  ax-rep 4962  ax-sep 4973  ax-nul 4981  ax-pow 5033  ax-pr 5095  ax-un 7181  ax-inf2 8786  ax-cnex 10278  ax-resscn 10279  ax-1cn 10280  ax-icn 10281  ax-addcl 10282  ax-addrcl 10283  ax-mulcl 10284  ax-mulrcl 10285  ax-mulcom 10286  ax-addass 10287  ax-mulass 10288  ax-distr 10289  ax-i2m1 10290  ax-1ne0 10291  ax-1rid 10292  ax-rnegex 10293  ax-rrecex 10294  ax-cnre 10295  ax-pre-lttri 10296  ax-pre-lttrn 10297  ax-pre-ltadd 10298  ax-pre-mulgt0 10299

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2590  df-eu 2607  df-clab 2784  df-cleq 2790  df-clel 2793  df-nfc 2928  df-ne 2970  df-nel 3073  df-ral 3092  df-rex 3093  df-reu 3094  df-rmo 3095  df-rab 3096  df-v 3385  df-sbc 3632  df-csb 3727  df-dif 3770  df-un 3772  df-in 3774  df-ss 3781  df-pss 3783  df-nul 4114  df-if 4276  df-pw 4349  df-sn 4367  df-pr 4369  df-tp 4371  df-op 4373  df-ot 4375  df-uni 4627  df-int 4666  df-iun 4710  df-iin 4711  df-br 4842  df-opab 4904  df-mpt 4921  df-tr 4944  df-id 5218  df-eprel 5223  df-po 5231  df-so 5232  df-fr 5269  df-se 5270  df-we 5271  df-xp 5316  df-rel 5317  df-cnv 5318  df-co 5319  df-dm 5320  df-rn 5321  df-res 5322  df-ima 5323  df-pred 5896  df-ord 5942  df-on 5943  df-lim 5944  df-suc 5945  df-iota 6062  df-fun 6101  df-fn 6102  df-f 6103  df-f1 6104  df-fo 6105  df-f1o 6106  df-fv 6107  df-isom 6108  df-riota 6837  df-ov 6879  df-oprab 6880  df-mpt2 6881  df-of 7129  df-ofr 7130  df-om 7298  df-1st 7399  df-2nd 7400  df-supp 7531  df-wrecs 7643  df-recs 7705  df-rdg 7743  df-1o 7797  df-2o 7798  df-oadd 7801  df-er 7980  df-map 8095  df-pm 8096  df-ixp 8147  df-en 8194  df-dom 8195  df-sdom 8196  df-fin 8197  df-fsupp 8516  df-sup 8588  df-oi 8655  df-card 9049  df-pnf 10363  df-mnf 10364  df-xr 10365  df-ltxr 10366  df-le 10367  df-sub 10556  df-neg 10557  df-nn 11311  df-2 11372  df-3 11373  df-4 11374  df-5 11375  df-6 11376  df-7 11377  df-8 11378  df-9 11379  df-n0 11577  df-z 11663  df-dec 11780  df-uz 11927  df-fz 12577  df-fzo 12717  df-seq 13052  df-hash 13367  df-struct 16183  df-ndx 16184  df-slot 16185  df-base 16187  df-sets 16188  df-ress 16189  df-plusg 16277  df-mulr 16278  df-sca 16280  df-vsca 16281  df-ip 16282  df-tset 16283  df-ple 16284  df-ds 16286  df-hom 16288  df-cco 16289  df-0g 16414  df-gsum 16415  df-prds 16420  df-pws 16422  df-mre 16558  df-mrc 16559  df-acs 16561  df-mgm 17554  df-sgrp 17596  df-mnd 17607  df-mhm 17647  df-submnd 17648  df-grp 17738  df-minusg 17739  df-sbg 17740  df-mulg 17854  df-subg 17901  df-ghm 17968  df-cntz 18059  df-cmn 18507  df-abl 18508  df-mgp 18803  df-ur 18815  df-ring 18862  df-cring 18863  df-subrg 19093  df-lmod 19180  df-lss 19248  df-sra 19492  df-rgmod 19493  df-ascl 19634  df-psr 19676  df-mvr 19677  df-mpl 19678  df-opsr 19680  df-psr1 19869  df-vr1 19870  df-ply1 19871  df-dsmm 20398  df-frlm 20413  df-mamu 20512  df-mat 20536  df-mat2pmat 20837

This theorem is referenced by: (None)