Theorem mat0dimcrng 22408

Description: The algebra of matrices with dimension 0 (over an arbitrary ring!) is a commutative ring. (Contributed by AV, 10-Aug-2019.)

Hypothesis

Ref	Expression
mat0dim.a	⊢ 𝐴 = (∅ Mat 𝑅)

Assertion

Ref	Expression
mat0dimcrng	⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐴 ∈ CRing)

Proof of Theorem mat0dimcrng

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0fi 9056	. . 3 ⊢ ∅ ∈ Fin
2		mat0dim.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = (∅ Mat 𝑅)
3	2	matring 22381	. . 3 ⊢ ((∅ ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
4	1, 3	mpan 690	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐴 ∈ Ring)
5		mat0dimbas0 22404	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (Base‘(∅ Mat 𝑅)) = {∅})
6	2	eqcomi 2744	. . . . . 6 ⊢ (∅ Mat 𝑅) = 𝐴
7	6	fveq2i 6879	. . . . 5 ⊢ (Base‘(∅ Mat 𝑅)) = (Base‘𝐴)
8	7	eqeq1i 2740	. . . 4 ⊢ ((Base‘(∅ Mat 𝑅)) = {∅} ↔ (Base‘𝐴) = {∅})
9		eqidd 2736	. . . . . . 7 ⊢ (((Base‘𝐴) = {∅} ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (∅(.r‘𝐴)∅) = (∅(.r‘𝐴)∅))
10		0ex 5277	. . . . . . . . 9 ⊢ ∅ ∈ V
11		oveq1 7412	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (∅(.r‘𝐴)𝑦))
12		oveq2 7413	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) = (𝑦(.r‘𝐴)∅))
13	11, 12	eqeq12d 2751	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = ∅ → ((𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ (∅(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)∅)))
14	13	ralbidv 3163	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = ∅ → (∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ ∀𝑦 ∈ {∅} (∅(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)∅)))
15	10, 14	ralsn 4657	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ {∅}∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ ∀𝑦 ∈ {∅} (∅(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)∅))
16		oveq2 7413	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = ∅ → (∅(.r‘𝐴)𝑦) = (∅(.r‘𝐴)∅))
17		oveq1 7412	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = ∅ → (𝑦(.r‘𝐴)∅) = (∅(.r‘𝐴)∅))
18	16, 17	eqeq12d 2751	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = ∅ → ((∅(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)∅) ↔ (∅(.r‘𝐴)∅) = (∅(.r‘𝐴)∅)))
19	10, 18	ralsn 4657	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑦 ∈ {∅} (∅(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)∅) ↔ (∅(.r‘𝐴)∅) = (∅(.r‘𝐴)∅))
20	15, 19	bitri 275	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ {∅}∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ (∅(.r‘𝐴)∅) = (∅(.r‘𝐴)∅))
21	9, 20	sylibr 234	. . . . . 6 ⊢ (((Base‘𝐴) = {∅} ∧ 𝑅 ∈ Ring) → ∀𝑥 ∈ {∅}∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥))
22		raleq 3302	. . . . . . . 8 ⊢ ((Base‘𝐴) = {∅} → (∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ ∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥)))
23	22	raleqbi1dv 3317	. . . . . . 7 ⊢ ((Base‘𝐴) = {∅} → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ {∅}∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥)))
24	23	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ (((Base‘𝐴) = {∅} ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ {∅}∀𝑦 ∈ {∅} (𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥)))
25	21, 24	mpbird 257	. . . . 5 ⊢ (((Base‘𝐴) = {∅} ∧ 𝑅 ∈ Ring) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥))
26	25	ex 412	. . . 4 ⊢ ((Base‘𝐴) = {∅} → (𝑅 ∈ Ring → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥)))
27	8, 26	sylbi 217	. . 3 ⊢ ((Base‘(∅ Mat 𝑅)) = {∅} → (𝑅 ∈ Ring → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥)))
28	5, 27	mpcom 38	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥))
29		eqid 2735	. . 3 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
30		eqid 2735	. . 3 ⊢ (.r‘𝐴) = (.r‘𝐴)
31	29, 30	iscrng2 20212	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ CRing ↔ (𝐴 ∈ Ring ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐴)∀𝑦 ∈ (Base‘𝐴)(𝑥(.r‘𝐴)𝑦) = (𝑦(.r‘𝐴)𝑥)))
32	4, 28, 31	sylanbrc 583	1 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐴 ∈ CRing)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∀wral 3051  ∅c0 4308  {csn 4601  ‘cfv 6531  (class class class)co 7405  Fincfn 8959  Basecbs 17228  ._rcmulr 17272  Ringcrg 20193  CRingccrg 20194   Mat cmat 22345

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 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-tp 4606  df-op 4608  df-ot 4610  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-iin 4970  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-se 5607  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7671  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8160  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8719  df-map 8842  df-ixp 8912  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-fsupp 9374  df-sup 9454  df-oi 9524  df-card 9953  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12502  df-z 12589  df-dec 12709  df-uz 12853  df-fz 13525  df-fzo 13672  df-seq 14020  df-hash 14349  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17252  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-sca 17287  df-vsca 17288  df-ip 17289  df-tset 17290  df-ple 17291  df-ds 17293  df-hom 17295  df-cco 17296  df-0g 17455  df-gsum 17456  df-prds 17461  df-pws 17463  df-mre 17598  df-mrc 17599  df-acs 17601  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-mhm 18761  df-submnd 18762  df-grp 18919  df-minusg 18920  df-sbg 18921  df-mulg 19051  df-subg 19106  df-ghm 19196  df-cntz 19300  df-cmn 19763  df-abl 19764  df-mgp 20101  df-rng 20113  df-ur 20142  df-ring 20195  df-cring 20196  df-subrg 20530  df-lmod 20819  df-lss 20889  df-sra 21131  df-rgmod 21132  df-dsmm 21692  df-frlm 21707  df-mamu 22329  df-mat 22346

This theorem is referenced by: (None)