Theorem mamudi 20716

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 19054	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ CMnd)
5	3, 4	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
6	5	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑅 ∈ CMnd)
7		mamudi.n	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
8	7	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑁 ∈ Fin)
9	3	ad2antrr 713	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
10		mamudi.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
11		elmapi 8228	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
12	10, 11	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
13	12	ad2antrr 713	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
14		simplrl 764	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑀)
15		simpr 477	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
16	13, 14, 15	fovrnd 7136	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵)
17		mamudi.z	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)))
18		elmapi 8228	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)) → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
19	17, 18	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
20	19	ad2antrr 713	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
21		simplrr 765	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑘 ∈ 𝑂)
22	20, 15, 21	fovrnd 7136	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵)
23		eqid 2778	. . . . . . . 8 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
24	1, 23	ringcl 19034	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
25	9, 16, 22, 24	syl3anc 1351	. . . . . 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 8228	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)) → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
28	26, 27	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
29	28	ad2antrr 713	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
30	29, 14, 15	fovrnd 7136	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵)
31	1, 23	ringcl 19034	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
32	9, 30, 22, 31	syl3anc 1351	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
33		eqid 2778	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
34		eqid 2778	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
35	1, 2, 6, 8, 25, 32, 33, 34	gsummptfidmadd2 18799	. . . . 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 713	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
37		ffn 6344	. . . . . . . . . . . . 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 713	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
40		ffn 6344	. . . . . . . . . . . . 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 8584	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
44	42, 7, 43	syl2anc 576	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
45	44	ad2antrr 713	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
46		opelxpi 5444	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
47	46	adantlr 702	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
48	47	adantll 701	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
49		fnfvof 7241	. . . . . . . . . . . 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 826	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)))
51		df-ov 6979	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗) = ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
52		df-ov 6979	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖𝑋𝑗) = (𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
53		df-ov 6979	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖𝑌𝑗) = (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
54	52, 53	oveq12i 6988	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗)) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩))
55	50, 51, 54	3eqtr4g 2839	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗) = ((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗)))
56	55	oveq1d 6991	. . . . . . . . 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 19040	. . . . . . . . . 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 1352	. . . . . . . . 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 2814	. . . . . . . 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 5022	. . . . . . 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 2779	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
62		eqidd 2779	. . . . . . . 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 7244	. . . . . . 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 2817	. . . . . 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 6992	. . . . 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 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑅 ∈ Ring)
68	42	adantr 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑀 ∈ Fin)
69		mamudi.o	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ Fin)
70	69	adantr 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑂 ∈ Fin)
71	10	adantr 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
72	17	adantr 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)))
73		simprl 758	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑖 ∈ 𝑀)
74		simprr 760	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑘 ∈ 𝑂)
75	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 71, 72, 73, 74	mamufv 20700	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
76	26	adantr 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
77	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 76, 72, 73, 74	mamufv 20700	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
78	75, 77	oveq12d 6994	. . . . 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 2824	. . . 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 19029	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Mnd)
81	3, 80	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
82	1, 2	mndvcl 20704	. . . . . . 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 1351	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∘𝑓 + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
84	83	adantr 473	. . . . 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 20700	. . . 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 20714	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
87		elmapi 8228	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → (𝑋𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
88		ffn 6344	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
89	86, 87, 88	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
90	89	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
91	1, 3, 66, 42, 7, 69, 26, 17	mamucl 20714	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
92		elmapi 8228	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → (𝑌𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
93		ffn 6344	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
94	91, 92, 93	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
95	94	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
96		xpfi 8584	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑂 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
97	42, 69, 96	syl2anc 576	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
98	97	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
99		opelxpi 5444	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂) → ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))
100	99	adantl 474	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))
101		fnfvof 7241	. . . . . 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 826	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)))
103		df-ov 6979	. . . . 5 ⊢ (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘) = (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
104		df-ov 6979	. . . . . 6 ⊢ (𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) = ((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
105		df-ov 6979	. . . . . 6 ⊢ (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘) = ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
106	104, 105	oveq12i 6988	. . . . 5 ⊢ ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩))
107	102, 103, 106	3eqtr4g 2839	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘) = ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)))
108	79, 85, 107	3eqtr4d 2824	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘))
109	108	ralrimivva 3141	. 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 20714	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
111		elmapi 8228	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
112		ffn 6344	. . . 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 20704	. . . . 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 1351	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
116		elmapi 8228	. . . 4 ⊢ (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
117		ffn 6344	. . . 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 7097	. . 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 576	. 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 249	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 387   = wceq 1507   ∈ wcel 2050  ∀wral 3088  ⟨cop 4447  ⟨cotp 4449   ↦ cmpt 5008   × cxp 5405   Fn wfn 6183  ⟶wf 6184  ‘cfv 6188  (class class class)co 6976   ∘_𝑓 cof 7225   ↑_𝑚 cmap 8206  Fincfn 8306  Basecbs 16339  +_gcplusg 16421  ._rcmulr 16422   Σ_g cgsu 16570  Mndcmnd 17762  CMndccmn 18666  Ringcrg 19020   maMul cmmul 20696

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1965  ax-8 2052  ax-9 2059  ax-10 2079  ax-11 2093  ax-12 2106  ax-13 2301  ax-ext 2750  ax-rep 5049  ax-sep 5060  ax-nul 5067  ax-pow 5119  ax-pr 5186  ax-un 7279  ax-cnex 10391  ax-resscn 10392  ax-1cn 10393  ax-icn 10394  ax-addcl 10395  ax-addrcl 10396  ax-mulcl 10397  ax-mulrcl 10398  ax-mulcom 10399  ax-addass 10400  ax-mulass 10401  ax-distr 10402  ax-i2m1 10403  ax-1ne0 10404  ax-1rid 10405  ax-rnegex 10406  ax-rrecex 10407  ax-cnre 10408  ax-pre-lttri 10409  ax-pre-lttrn 10410  ax-pre-ltadd 10411  ax-pre-mulgt0 10412

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3or 1069  df-3an 1070  df-tru 1510  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2016  df-mo 2547  df-eu 2584  df-clab 2759  df-cleq 2771  df-clel 2846  df-nfc 2918  df-ne 2968  df-nel 3074  df-ral 3093  df-rex 3094  df-reu 3095  df-rmo 3096  df-rab 3097  df-v 3417  df-sbc 3682  df-csb 3787  df-dif 3832  df-un 3834  df-in 3836  df-ss 3843  df-pss 3845  df-nul 4179  df-if 4351  df-pw 4424  df-sn 4442  df-pr 4444  df-tp 4446  df-op 4448  df-ot 4450  df-uni 4713  df-int 4750  df-iun 4794  df-br 4930  df-opab 4992  df-mpt 5009  df-tr 5031  df-id 5312  df-eprel 5317  df-po 5326  df-so 5327  df-fr 5366  df-se 5367  df-we 5368  df-xp 5413  df-rel 5414  df-cnv 5415  df-co 5416  df-dm 5417  df-rn 5418  df-res 5419  df-ima 5420  df-pred 5986  df-ord 6032  df-on 6033  df-lim 6034  df-suc 6035  df-iota 6152  df-fun 6190  df-fn 6191  df-f 6192  df-f1 6193  df-fo 6194  df-f1o 6195  df-fv 6196  df-isom 6197  df-riota 6937  df-ov 6979  df-oprab 6980  df-mpo 6981  df-of 7227  df-om 7397  df-1st 7501  df-2nd 7502  df-supp 7634  df-wrecs 7750  df-recs 7812  df-rdg 7850  df-1o 7905  df-oadd 7909  df-er 8089  df-map 8208  df-en 8307  df-dom 8308  df-sdom 8309  df-fin 8310  df-fsupp 8629  df-oi 8769  df-card 9162  df-pnf 10476  df-mnf 10477  df-xr 10478  df-ltxr 10479  df-le 10480  df-sub 10672  df-neg 10673  df-nn 11440  df-2 11503  df-n0 11708  df-z 11794  df-uz 12059  df-fz 12709  df-fzo 12850  df-seq 13185  df-hash 13506  df-ndx 16342  df-slot 16343  df-base 16345  df-sets 16346  df-ress 16347  df-plusg 16434  df-0g 16571  df-gsum 16572  df-mgm 17710  df-sgrp 17752  df-mnd 17763  df-submnd 17804  df-grp 17894  df-minusg 17895  df-cntz 18218  df-cmn 18668  df-abl 18669  df-mgp 18963  df-ur 18975  df-ring 19022  df-mamu 20697

This theorem is referenced by:  matring  20756  mdetmul  20936