Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mat1dimelbas Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mat1dimelbas 21086
 Description: A matrix with dimension 1 is an ordered pair with an ordered pair (of the one and only pair of indices) as first component. (Contributed by AV, 15-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mat1dim.a 𝐴 = ({𝐸} Mat 𝑅)
mat1dim.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
mat1dim.o 𝑂 = ⟨𝐸, 𝐸
Assertion
Ref Expression
mat1dimelbas ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑟   𝐸,𝑟   𝑀,𝑟   𝑅,𝑟   𝑉,𝑟
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑟)   𝑂(𝑟)

Proof of Theorem mat1dimelbas
StepHypRef Expression
1 snfi 8580 . . . 4 {𝐸} ∈ Fin
2 simpl 486 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → 𝑅 ∈ Ring)
3 mat1dim.a . . . . . . 7 𝐴 = ({𝐸} Mat 𝑅)
4 mat1dim.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑅)
53, 4matbas2 21036 . . . . . 6 (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝐵m ({𝐸} × {𝐸})) = (Base‘𝐴))
65eqcomd 2804 . . . . 5 (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (Base‘𝐴) = (𝐵m ({𝐸} × {𝐸})))
76eleq2d 2875 . . . 4 (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ 𝑀 ∈ (𝐵m ({𝐸} × {𝐸}))))
81, 2, 7sylancr 590 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ 𝑀 ∈ (𝐵m ({𝐸} × {𝐸}))))
94fvexi 6660 . . . 4 𝐵 ∈ V
10 snex 5298 . . . . . 6 {𝐸} ∈ V
1110, 10pm3.2i 474 . . . . 5 ({𝐸} ∈ V ∧ {𝐸} ∈ V)
12 xpexg 7456 . . . . 5 (({𝐸} ∈ V ∧ {𝐸} ∈ V) → ({𝐸} × {𝐸}) ∈ V)
1311, 12mp1i 13 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → ({𝐸} × {𝐸}) ∈ V)
14 elmapg 8405 . . . 4 ((𝐵 ∈ V ∧ ({𝐸} × {𝐸}) ∈ V) → (𝑀 ∈ (𝐵m ({𝐸} × {𝐸})) ↔ 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
159, 13, 14sylancr 590 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (𝐵m ({𝐸} × {𝐸})) ↔ 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
168, 15bitrd 282 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
17 xpsng 6879 . . . . . . . 8 ((𝐸𝑉𝐸𝑉) → ({𝐸} × {𝐸}) = {⟨𝐸, 𝐸⟩})
1817anidms 570 . . . . . . 7 (𝐸𝑉 → ({𝐸} × {𝐸}) = {⟨𝐸, 𝐸⟩})
1918adantl 485 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → ({𝐸} × {𝐸}) = {⟨𝐸, 𝐸⟩})
2019feq2d 6474 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵𝑀:{⟨𝐸, 𝐸⟩}⟶𝐵))
21 opex 5322 . . . . . . 7 𝐸, 𝐸⟩ ∈ V
2221fsn2 6876 . . . . . 6 (𝑀:{⟨𝐸, 𝐸⟩}⟶𝐵 ↔ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩}))
23 risset 3226 . . . . . . . . . 10 ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵 ↔ ∃𝑟𝐵 𝑟 = (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩))
24 eqcom 2805 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
2524rexbii 3210 . . . . . . . . . 10 (∃𝑟𝐵 𝑟 = (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ↔ ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
2623, 25sylbb 222 . . . . . . . . 9 ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵 → ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
2726ad2antrl 727 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
28 eqeq1 2802 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
29 opex 5322 . . . . . . . . . . . . . 14 ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ ∈ V
30 sneqbg 4734 . . . . . . . . . . . . . 14 (⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ ∈ V → ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩))
3129, 30ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩)
32 eqid 2798 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐸, 𝐸⟩ = ⟨𝐸, 𝐸
33 vex 3444 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑟 ∈ V
3421, 33opth2 5338 . . . . . . . . . . . . . 14 (⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩ ↔ (⟨𝐸, 𝐸⟩ = ⟨𝐸, 𝐸⟩ ∧ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
3532, 34mpbiran 708 . . . . . . . . . . . . 13 (⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩ ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
3631, 35bitri 278 . . . . . . . . . . . 12 ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
3728, 36syl6bb 290 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
3837adantl 485 . . . . . . . . . 10 (((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩}) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
3938adantl 485 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
4039rexbidv 3256 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → (∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
4127, 40mpbird 260 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩})
4241ex 416 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩}) → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
4322, 42syl5bi 245 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:{⟨𝐸, 𝐸⟩}⟶𝐵 → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
4420, 43sylbid 243 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
45 f1o2sn 6882 . . . . . . . . 9 ((𝐸𝑉𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})–1-1-onto→{𝑟})
46 f1of 6591 . . . . . . . . 9 ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})–1-1-onto→{𝑟} → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶{𝑟})
4745, 46syl 17 . . . . . . . 8 ((𝐸𝑉𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶{𝑟})
4847adantll 713 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶{𝑟})
49 snssi 4701 . . . . . . . 8 (𝑟𝐵 → {𝑟} ⊆ 𝐵)
5049adantl 485 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → {𝑟} ⊆ 𝐵)
5148, 50fssd 6503 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵)
52 feq1 6469 . . . . . 6 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 ↔ {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
5351, 52syl5ibrcom 250 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} → 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
5453rexlimdva 3243 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} → 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
5544, 54impbid 215 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
56 mat1dim.o . . . . . . . . 9 𝑂 = ⟨𝐸, 𝐸
5756eqcomi 2807 . . . . . . . 8 𝐸, 𝐸⟩ = 𝑂
5857opeq1i 4769 . . . . . . 7 ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩ = ⟨𝑂, 𝑟
5958sneqi 4536 . . . . . 6 {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} = {⟨𝑂, 𝑟⟩}
6059eqeq2i 2811 . . . . 5 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩})
6160a1i 11 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
6261rexbidv 3256 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
6355, 62bitrd 282 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
6416, 63bitrd 282 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∃wrex 3107  Vcvv 3441   ⊆ wss 3881  {csn 4525  ⟨cop 4531   × cxp 5518  ⟶wf 6321  –1-1-onto→wf1o 6324  ‘cfv 6325  (class class class)co 7136   ↑m cmap 8392  Fincfn 8495  Basecbs 16478  Ringcrg 19294   Mat cmat 21022 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5155  ax-sep 5168  ax-nul 5175  ax-pow 5232  ax-pr 5296  ax-un 7444  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-ot 4534  df-uni 4802  df-int 4840  df-iun 4884  df-br 5032  df-opab 5094  df-mpt 5112  df-tr 5138  df-id 5426  df-eprel 5431  df-po 5439  df-so 5440  df-fr 5479  df-we 5481  df-xp 5526  df-rel 5527  df-cnv 5528  df-co 5529  df-dm 5530  df-rn 5531  df-res 5532  df-ima 5533  df-pred 6117  df-ord 6163  df-on 6164  df-lim 6165  df-suc 6166  df-iota 6284  df-fun 6327  df-fn 6328  df-f 6329  df-f1 6330  df-fo 6331  df-f1o 6332  df-fv 6333  df-riota 7094  df-ov 7139  df-oprab 7140  df-mpo 7141  df-om 7564  df-1st 7674  df-2nd 7675  df-supp 7817  df-wrecs 7933  df-recs 7994  df-rdg 8032  df-1o 8088  df-oadd 8092  df-er 8275  df-map 8394  df-ixp 8448  df-en 8496  df-dom 8497  df-sdom 8498  df-fin 8499  df-fsupp 8821  df-sup 8893  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11629  df-2 11691  df-3 11692  df-4 11693  df-5 11694  df-6 11695  df-7 11696  df-8 11697  df-9 11698  df-n0 11889  df-z 11973  df-dec 12090  df-uz 12235  df-fz 12889  df-struct 16480  df-ndx 16481  df-slot 16482  df-base 16484  df-sets 16485  df-ress 16486  df-plusg 16573  df-mulr 16574  df-sca 16576  df-vsca 16577  df-ip 16578  df-tset 16579  df-ple 16580  df-ds 16582  df-hom 16584  df-cco 16585  df-0g 16710  df-prds 16716  df-pws 16718  df-sra 19941  df-rgmod 19942  df-dsmm 20426  df-frlm 20441  df-mat 21023 This theorem is referenced by:  mat1dimbas  21087  mat1dimcrng  21092  mat1scmat  21154
 Copyright terms: Public domain W3C validator