Theorem mamufacex 22400

Description: Every solution of the equation 𝐴∗𝑋 = 𝐵 for matrices 𝐴 and 𝐵 is a matrix. (Contributed by AV, 10-Feb-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mamudm.e	⊢ 𝐸 = (𝑅 freeLMod (𝑀 × 𝑁))
mamudm.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐸)
mamudm.f	⊢ 𝐹 = (𝑅 freeLMod (𝑁 × 𝑃))
mamudm.c	⊢ 𝐶 = (Base‘𝐹)
mamudm.m	⊢ × = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑃⟩)
mamufacex.g	⊢ 𝐺 = (𝑅 freeLMod (𝑀 × 𝑃))
mamufacex.d	⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
mamufacex	⊢ (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → 𝑍 ∈ 𝐶))

Proof of Theorem mamufacex

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2a1 28	. 2 ⊢ (𝑍 ∈ 𝐶 → (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → 𝑍 ∈ 𝐶)))
2		mamudm.e	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐸 = (𝑅 freeLMod (𝑀 × 𝑁))
3		mamudm.b	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐸)
4		mamudm.f	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐹 = (𝑅 freeLMod (𝑁 × 𝑃))
5		mamudm.c	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 = (Base‘𝐹)
6		mamudm.m	. . . . . . . 8 ⊢ × = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑃⟩)
7	2, 3, 4, 5, 6	mamudm 22399	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → dom × = (𝐵 × 𝐶))
8	7	adantlr 715	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → dom × = (𝐵 × 𝐶))
9	8	3adant1 1131	. . . . 5 ⊢ (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → dom × = (𝐵 × 𝐶))
10		simpl 482	. . . . . 6 ⊢ ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → ¬ 𝑍 ∈ 𝐶)
11	10	intnand 488	. . . . 5 ⊢ ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → ¬ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐶))
12		ndmovg 7616	. . . . 5 ⊢ ((dom × = (𝐵 × 𝐶) ∧ ¬ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑍 ∈ 𝐶)) → (𝑋 × 𝑍) = ∅)
13	9, 11, 12	syl2an2 686	. . . 4 ⊢ ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → (𝑋 × 𝑍) = ∅)
14		eqeq1 2741	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 × 𝑍) = ∅ → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 ↔ ∅ = 𝑌))
15		xpfi 9358	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑃) ∈ Fin)
16	15	3adant2 1132	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑃) ∈ Fin)
17		xpnz 6179	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ↔ (𝑀 × 𝑃) ≠ ∅)
18	17	biimpi 216	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) → (𝑀 × 𝑃) ≠ ∅)
19		mamufacex.g	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝐺 = (𝑅 freeLMod (𝑀 × 𝑃))
20		eqid 2737	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
21		mamufacex.d	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
22	19, 20, 21	elfrlmbasn0 21783	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑀 × 𝑃) ∈ Fin ∧ (𝑀 × 𝑃) ≠ ∅) → (𝑌 ∈ 𝐷 → 𝑌 ≠ ∅))
23	16, 18, 22	syl2an 596	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅)) → (𝑌 ∈ 𝐷 → 𝑌 ≠ ∅))
24	23	ex 412	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin) → ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) → (𝑌 ∈ 𝐷 → 𝑌 ≠ ∅)))
25	24	com13 88	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑌 ∈ 𝐷 → ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin) → 𝑌 ≠ ∅)))
26	25	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) → ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin) → 𝑌 ≠ ∅)))
27	26	3imp21 1114	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → 𝑌 ≠ ∅)
28		eqneqall 2951	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌 = ∅ → (𝑌 ≠ ∅ → 𝑍 ∈ 𝐶))
29	27, 28	syl5com 31	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → (𝑌 = ∅ → 𝑍 ∈ 𝐶))
30	29	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → (𝑌 = ∅ → 𝑍 ∈ 𝐶))
31	30	com12 32	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 = ∅ → ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → 𝑍 ∈ 𝐶))
32	31	eqcoms 2745	. . . . . 6 ⊢ (∅ = 𝑌 → ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → 𝑍 ∈ 𝐶))
33	14, 32	biimtrdi 253	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 × 𝑍) = ∅ → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → 𝑍 ∈ 𝐶)))
34	33	com23 86	. . . 4 ⊢ ((𝑋 × 𝑍) = ∅ → ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → 𝑍 ∈ 𝐶)))
35	13, 34	mpcom 38	. . 3 ⊢ ((¬ 𝑍 ∈ 𝐶 ∧ ((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin))) → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → 𝑍 ∈ 𝐶))
36	35	ex 412	. 2 ⊢ (¬ 𝑍 ∈ 𝐶 → (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → 𝑍 ∈ 𝐶)))
37	1, 36	pm2.61i 182	1 ⊢ (((𝑀 ≠ ∅ ∧ 𝑃 ≠ ∅) ∧ (𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝐷) ∧ (𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Fin)) → ((𝑋 × 𝑍) = 𝑌 → 𝑍 ∈ 𝐶))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2940  ∅c0 4333  ⟨cotp 4634   × cxp 5683  dom cdm 5685  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431  Fincfn 8985  Basecbs 17247   freeLMod cfrlm 21766   maMul cmmul 22394

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-ot 4635  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-er 8745  df-map 8868  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-sup 9482  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-fz 13548  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-hom 17321  df-cco 17322  df-0g 17486  df-prds 17492  df-pws 17494  df-sra 21172  df-rgmod 21173  df-dsmm 21752  df-frlm 21767  df-mamu 22395

This theorem is referenced by: (None)