Theorem mamudi 21550

Description: Matrix multiplication distributes over addition on the left. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015.) (Proof shortened by AV, 23-Jul-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mamucl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
mamucl.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
mamudi.f	⊢ 𝐹 = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑂⟩)
mamudi.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Fin)
mamudi.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
mamudi.o	⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ Fin)
mamudi.p	⊢ + = (+g‘𝑅)
mamudi.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
mamudi.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
mamudi.z	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑂)))

Assertion

Ref	Expression
mamudi	⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)))

Proof of Theorem mamudi

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mamucl.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
2		mamudi.p	. . . . . 6 ⊢ + = (+g‘𝑅)
3		mamucl.r	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
4		ringcmn 19820	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ CMnd)
5	3, 4	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
6	5	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑅 ∈ CMnd)
7		mamudi.n	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
8	7	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑁 ∈ Fin)
9	3	ad2antrr 723	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
10		mamudi.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
11		elmapi 8637	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
12	10, 11	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
13	12	ad2antrr 723	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
14		simplrl 774	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑀)
15		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
16	13, 14, 15	fovrnd 7444	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵)
17		mamudi.z	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑂)))
18		elmapi 8637	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑂)) → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
19	17, 18	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
20	19	ad2antrr 723	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
21		simplrr 775	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑘 ∈ 𝑂)
22	20, 15, 21	fovrnd 7444	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵)
23		eqid 2738	. . . . . . . 8 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
24	1, 23	ringcl 19800	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
25	9, 16, 22, 24	syl3anc 1370	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
26		mamudi.y	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
27		elmapi 8637	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)) → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
28	26, 27	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
29	28	ad2antrr 723	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
30	29, 14, 15	fovrnd 7444	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵)
31	1, 23	ringcl 19800	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
32	9, 30, 22, 31	syl3anc 1370	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
33		eqid 2738	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
34		eqid 2738	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
35	1, 2, 6, 8, 25, 32, 33, 34	gsummptfidmadd2 19527	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑅 Σg ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘f + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))) = ((𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) + (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))))
36	10	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
37		ffn 6600	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵 → 𝑋 Fn (𝑀 × 𝑁))
38	36, 11, 37	3syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 Fn (𝑀 × 𝑁))
39	26	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
40		ffn 6600	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵 → 𝑌 Fn (𝑀 × 𝑁))
41	39, 27, 40	3syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 Fn (𝑀 × 𝑁))
42		mamudi.m	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Fin)
43		xpfi 9085	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
44	42, 7, 43	syl2anc 584	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
45	44	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
46		opelxpi 5626	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
47	46	adantlr 712	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
48	47	adantll 711	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
49		fnfvof 7550	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 Fn (𝑀 × 𝑁) ∧ 𝑌 Fn (𝑀 × 𝑁)) ∧ ((𝑀 × 𝑁) ∈ Fin ∧ ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))) → ((𝑋 ∘f + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)))
50	38, 41, 45, 48, 49	syl22anc 836	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑋 ∘f + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)))
51		df-ov 7278	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗) = ((𝑋 ∘f + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
52		df-ov 7278	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖𝑋𝑗) = (𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
53		df-ov 7278	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖𝑌𝑗) = (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
54	52, 53	oveq12i 7287	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗)) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩))
55	50, 51, 54	3eqtr4g 2803	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗) = ((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗)))
56	55	oveq1d 7290	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗))(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
57	1, 2, 23	ringdir 19806	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵)) → (((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗))(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
58	9, 16, 30, 22, 57	syl13anc 1371	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗))(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
59	56, 58	eqtrd 2778	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
60	59	mpteq2dva 5174	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
61		eqidd 2739	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
62		eqidd 2739	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
63	8, 25, 32, 61, 62	offval2 7553	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘f + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
64	60, 63	eqtr4d 2781	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘f + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
65	64	oveq2d 7291	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) = (𝑅 Σg ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘f + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))))
66		mamudi.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑂⟩)
67	3	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑅 ∈ Ring)
68	42	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑀 ∈ Fin)
69		mamudi.o	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ Fin)
70	69	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑂 ∈ Fin)
71	10	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
72	17	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑂)))
73		simprl 768	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑖 ∈ 𝑀)
74		simprr 770	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑘 ∈ 𝑂)
75	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 71, 72, 73, 74	mamufv 21536	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
76	26	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
77	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 76, 72, 73, 74	mamufv 21536	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
78	75, 77	oveq12d 7293	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)) = ((𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) + (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))))
79	35, 65, 78	3eqtr4d 2788	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) = ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)))
80		ringmnd 19793	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Mnd)
81	3, 80	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
82	1, 2	mndvcl 21540	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Mnd ∧ 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)) ∧ 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁))) → (𝑋 ∘f + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
83	81, 10, 26, 82	syl3anc 1370	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∘f + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
84	83	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑋 ∘f + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑁)))
85	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 84, 72, 73, 74	mamufv 21536	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘f + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
86	1, 3, 66, 42, 7, 69, 10, 17	mamucl 21548	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)))
87		elmapi 8637	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)) → (𝑋𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
88		ffn 6600	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
89	86, 87, 88	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
90	89	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
91	1, 3, 66, 42, 7, 69, 26, 17	mamucl 21548	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)))
92		elmapi 8637	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)) → (𝑌𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
93		ffn 6600	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
94	91, 92, 93	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
95	94	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
96		xpfi 9085	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑂 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
97	42, 69, 96	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
98	97	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
99		opelxpi 5626	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂) → ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))
100	99	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))
101		fnfvof 7550	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂) ∧ (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂)) ∧ ((𝑀 × 𝑂) ∈ Fin ∧ ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))) → (((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)))
102	90, 95, 98, 100, 101	syl22anc 836	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)))
103		df-ov 7278	. . . . 5 ⊢ (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))𝑘) = (((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
104		df-ov 7278	. . . . . 6 ⊢ (𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) = ((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
105		df-ov 7278	. . . . . 6 ⊢ (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘) = ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
106	104, 105	oveq12i 7287	. . . . 5 ⊢ ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩))
107	102, 103, 106	3eqtr4g 2803	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))𝑘) = ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)))
108	79, 85, 107	3eqtr4d 2788	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))𝑘))
109	108	ralrimivva 3123	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ 𝑀 ∀𝑘 ∈ 𝑂 (𝑖((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))𝑘))
110	1, 3, 66, 42, 7, 69, 83, 17	mamucl 21548	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)))
111		elmapi 8637	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)) → ((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
112		ffn 6600	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → ((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
113	110, 111, 112	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
114	1, 2	mndvcl 21540	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)) ∧ (𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂))) → ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)))
115	81, 86, 91, 114	syl3anc 1370	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)))
116		elmapi 8637	. . . 4 ⊢ (((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑m (𝑀 × 𝑂)) → ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
117		ffn 6600	. . . 4 ⊢ (((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) Fn (𝑀 × 𝑂))
118	115, 116, 117	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) Fn (𝑀 × 𝑂))
119		eqfnov2 7404	. . 3 ⊢ ((((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂) ∧ ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) Fn (𝑀 × 𝑂)) → (((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑀 ∀𝑘 ∈ 𝑂 (𝑖((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))𝑘)))
120	113, 118, 119	syl2anc 584	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑀 ∀𝑘 ∈ 𝑂 (𝑖((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍))𝑘)))
121	109, 120	mpbird 256	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘f + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘f + (𝑌𝐹𝑍)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064  ⟨cop 4567  ⟨cotp 4569   ↦ cmpt 5157   × cxp 5587   Fn wfn 6428  ⟶wf 6429  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   ∘_f cof 7531   ↑_m cmap 8615  Fincfn 8733  Basecbs 16912  +_gcplusg 16962  ._rcmulr 16963   Σ_g cgsu 17151  Mndcmnd 18385  CMndccmn 19386  Ringcrg 19783   maMul cmmul 21532

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-ot 4570  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-oi 9269  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-seq 13722  df-hash 14045  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-0g 17152  df-gsum 17153  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-submnd 18431  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-cntz 18923  df-cmn 19388  df-abl 19389  df-mgp 19721  df-ur 19738  df-ring 19785  df-mamu 21533

This theorem is referenced by:  matring  21592  mdetmul  21772