Theorem mat1dimid 22496

Description: The identity of the algebra of matrices with dimension 1. (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
mat1dimid	⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (1r‘𝐴) = {⟨𝑂, (1r‘𝑅)⟩})

Proof of Theorem mat1dimid

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		snfi 9082	. . . . . 6 ⊢ {𝐸} ∈ Fin
2	1	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝐸 ∈ 𝑉 → {𝐸} ∈ Fin)
3	2	anim2i 617	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (𝑅 ∈ Ring ∧ {𝐸} ∈ Fin))
4	3	ancomd 461	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → ({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
5		mat1dim.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = ({𝐸} Mat 𝑅)
6		eqid 2735	. . . 4 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
7		eqid 2735	. . . 4 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
8	5, 6, 7	mat1 22469	. . 3 ⊢ (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) = (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
9	4, 8	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (1r‘𝐴) = (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
10		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → 𝐸 ∈ 𝑉)
11		fvex 6920	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑅) ∈ V
12		fvex 6920	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑅) ∈ V
13	11, 12	ifex 4581	. . . . . 6 ⊢ if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ V
14	13	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ V)
15		eqid 2735	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))
16		eqeq1 2739	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝐸 = 𝑦))
17	16	ifbid 4554	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐸 → if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) = if(𝐸 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))
18		eqeq2 2747	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝐸 → (𝐸 = 𝑦 ↔ 𝐸 = 𝐸))
19	18	ifbid 4554	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝐸 → if(𝐸 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) = if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))
20	15, 17, 19	mposn 8127	. . . . 5 ⊢ ((𝐸 ∈ 𝑉 ∧ 𝐸 ∈ 𝑉 ∧ if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ V) → (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))⟩})
21	10, 10, 14, 20	syl3anc 1370	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))⟩})
22		eqid 2735	. . . . . . 7 ⊢ 𝐸 = 𝐸
23	22	iftruei 4538	. . . . . 6 ⊢ if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) = (1r‘𝑅)
24	23	opeq2i 4882	. . . . 5 ⊢ ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (1r‘𝑅)⟩
25	24	sneqi 4642	. . . 4 ⊢ {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, if(𝐸 = 𝐸, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (1r‘𝑅)⟩}
26	21, 25	eqtrdi 2791	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (1r‘𝑅)⟩})
27		mat1dim.o	. . . . 5 ⊢ 𝑂 = ⟨𝐸, 𝐸⟩
28	27	opeq1i 4881	. . . 4 ⊢ ⟨𝑂, (1r‘𝑅)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (1r‘𝑅)⟩
29	28	sneqi 4642	. . 3 ⊢ {⟨𝑂, (1r‘𝑅)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (1r‘𝑅)⟩}
30	26, 29	eqtr4di 2793	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (𝑥 ∈ {𝐸}, 𝑦 ∈ {𝐸} ↦ if(𝑥 = 𝑦, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = {⟨𝑂, (1r‘𝑅)⟩})
31	9, 30	eqtrd 2775	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸 ∈ 𝑉) → (1r‘𝐴) = {⟨𝑂, (1r‘𝑅)⟩})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1537   ∈ wcel 2106  Vcvv 3478  ifcif 4531  {csn 4631  ⟨cop 4637  ‘cfv 6563  (class class class)co 7431   ∈ cmpo 7433  Fincfn 8984  Basecbs 17245  0_gc0g 17486  1_rcur 20199  Ringcrg 20251   Mat cmat 22427

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-ot 4640  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-se 5642  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-isom 6572  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-supp 8185  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-2o 8506  df-er 8744  df-map 8867  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9400  df-sup 9480  df-oi 9548  df-card 9977  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-fz 13545  df-fzo 13692  df-seq 14040  df-hash 14367  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-hom 17322  df-cco 17323  df-0g 17488  df-gsum 17489  df-prds 17494  df-pws 17496  df-mre 17631  df-mrc 17632  df-acs 17634  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-mhm 18809  df-submnd 18810  df-grp 18967  df-minusg 18968  df-sbg 18969  df-mulg 19099  df-subg 19154  df-ghm 19244  df-cntz 19348  df-cmn 19815  df-abl 19816  df-mgp 20153  df-rng 20171  df-ur 20200  df-ring 20253  df-subrg 20587  df-lmod 20877  df-lss 20948  df-sra 21190  df-rgmod 21191  df-dsmm 21770  df-frlm 21785  df-mamu 22411  df-mat 22428

This theorem is referenced by:  mat1mhm  22506  mat1scmat  22561