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Theorem mat2pmatghm 22223
Description: The transformation of matrices into polynomial matrices is an additive group homomorphism. (Contributed by AV, 28-Oct-2019.) (Proof shortened by AV, 28-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mat2pmatbas.t 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
mat2pmatbas.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mat2pmatbas.b 𝐡 = (Baseβ€˜π΄)
mat2pmatbas.p 𝑃 = (Poly1β€˜π‘…)
mat2pmatbas.c 𝐢 = (𝑁 Mat 𝑃)
mat2pmatbas0.h 𝐻 = (Baseβ€˜πΆ)
Assertion
Ref Expression
mat2pmatghm ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐢))

Proof of Theorem mat2pmatghm
Dummy variables π‘₯ 𝑦 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mat2pmatbas.b . 2 𝐡 = (Baseβ€˜π΄)
2 mat2pmatbas0.h . 2 𝐻 = (Baseβ€˜πΆ)
3 eqid 2732 . 2 (+gβ€˜π΄) = (+gβ€˜π΄)
4 eqid 2732 . 2 (+gβ€˜πΆ) = (+gβ€˜πΆ)
5 mat2pmatbas.a . . 3 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
65matgrp 21923 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐴 ∈ Grp)
7 mat2pmatbas.p . . . 4 𝑃 = (Poly1β€˜π‘…)
8 mat2pmatbas.c . . . 4 𝐢 = (𝑁 Mat 𝑃)
97, 8pmatring 22185 . . 3 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐢 ∈ Ring)
10 ringgrp 20054 . . 3 (𝐢 ∈ Ring β†’ 𝐢 ∈ Grp)
119, 10syl 17 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐢 ∈ Grp)
12 mat2pmatbas.t . . 3 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
1312, 5, 1, 7, 8, 2mat2pmatf 22221 . 2 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑇:𝐡⟢𝐻)
14 eqid 2732 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘ƒ) = (Baseβ€˜π‘ƒ)
15 simpl 483 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑁 ∈ Fin)
1615adantr 481 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ 𝑁 ∈ Fin)
177ply1ring 21761 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring β†’ 𝑃 ∈ Ring)
1817ad2antlr 725 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ 𝑃 ∈ Ring)
19 simp1lr 1237 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ 𝑅 ∈ Ring)
20 eqid 2732 . . . . . . . 8 (Baseβ€˜π‘…) = (Baseβ€˜π‘…)
21 simp2 1137 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ 𝑖 ∈ 𝑁)
22 simp3 1138 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ 𝑗 ∈ 𝑁)
23 simp1rl 1238 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ π‘₯ ∈ 𝐡)
245, 20, 1, 21, 22, 23matecld 21919 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…))
25 eqid 2732 . . . . . . . 8 (algScβ€˜π‘ƒ) = (algScβ€˜π‘ƒ)
267, 25, 20, 14ply1sclcl 21799 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)) ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
2719, 24, 26syl2anc 584 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)) ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
288, 14, 2, 16, 18, 27matbas2d 21916 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) ∈ 𝐻)
29 simp1rr 1239 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ 𝑦 ∈ 𝐡)
305, 20, 1, 21, 22, 29matecld 21919 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…))
317, 25, 20, 14ply1sclcl 21799 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)) ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
3219, 30, 31syl2anc 584 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)) ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
338, 14, 2, 16, 18, 32matbas2d 21916 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))) ∈ 𝐻)
34 eqid 2732 . . . . . 6 (+gβ€˜π‘ƒ) = (+gβ€˜π‘ƒ)
358, 2, 4, 34matplusg2 21920 . . . . 5 (((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) ∈ 𝐻 ∧ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))) ∈ 𝐻) β†’ ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)))(+gβ€˜πΆ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))) = ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) ∘f (+gβ€˜π‘ƒ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))))
3628, 33, 35syl2anc 584 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)))(+gβ€˜πΆ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))) = ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) ∘f (+gβ€˜π‘ƒ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))))
37 fvexd 6903 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)) ∈ V)
38 fvexd 6903 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)) ∈ V)
39 eqidd 2733 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))))
40 eqidd 2733 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))))
4116, 16, 37, 38, 39, 40offval22 8070 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) ∘f (+gβ€˜π‘ƒ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))(+gβ€˜π‘ƒ)((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))))
42 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡))
43423ad2ant1 1133 . . . . . . . . . 10 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡))
44 3simpc 1150 . . . . . . . . . 10 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁))
45 eqid 2732 . . . . . . . . . . 11 (+gβ€˜π‘…) = (+gβ€˜π‘…)
465, 1, 3, 45matplusgcell 21926 . . . . . . . . . 10 (((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) β†’ (𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗) = ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜π‘…)(𝑖𝑦𝑗)))
4743, 44, 46syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗) = ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜π‘…)(𝑖𝑦𝑗)))
487ply1sca 21766 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ Ring β†’ 𝑅 = (Scalarβ€˜π‘ƒ))
4948adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑅 = (Scalarβ€˜π‘ƒ))
5049fveq2d 6892 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ (+gβ€˜π‘…) = (+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)))
5150oveqd 7422 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜π‘…)(𝑖𝑦𝑗)) = ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗)))
5251adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜π‘…)(𝑖𝑦𝑗)) = ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗)))
53523ad2ant1 1133 . . . . . . . . 9 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜π‘…)(𝑖𝑦𝑗)) = ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗)))
5447, 53eqtrd 2772 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗) = ((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗)))
5554fveq2d 6892 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗)) = ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗))))
56 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Scalarβ€˜π‘ƒ) = (Scalarβ€˜π‘ƒ)
57183ad2ant1 1133 . . . . . . . . 9 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ 𝑃 ∈ Ring)
587ply1lmod 21765 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring β†’ 𝑃 ∈ LMod)
5958ad2antlr 725 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ 𝑃 ∈ LMod)
60593ad2ant1 1133 . . . . . . . . 9 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ 𝑃 ∈ LMod)
6125, 56, 57, 60asclghm 21428 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (algScβ€˜π‘ƒ) ∈ ((Scalarβ€˜π‘ƒ) GrpHom 𝑃))
6249eqcomd 2738 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ (Scalarβ€˜π‘ƒ) = 𝑅)
6362fveq2d 6892 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) = (Baseβ€˜π‘…))
6463eleq2d 2819 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ ((𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ↔ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)))
6564adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ↔ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)))
66653ad2ant1 1133 . . . . . . . . 9 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ↔ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)))
6724, 66mpbird 256 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)))
6863eleq2d 2819 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ ((𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ↔ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)))
6968adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ↔ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)))
70693ad2ant1 1133 . . . . . . . . 9 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ↔ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜π‘…)))
7130, 70mpbird 256 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)))
72 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))
73 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) = (+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))
7472, 73, 34ghmlin 19091 . . . . . . . 8 (((algScβ€˜π‘ƒ) ∈ ((Scalarβ€˜π‘ƒ) GrpHom 𝑃) ∧ (𝑖π‘₯𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)) ∧ (𝑖𝑦𝑗) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗))) = (((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))(+gβ€˜π‘ƒ)((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))))
7561, 67, 71, 74syl3anc 1371 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜((𝑖π‘₯𝑗)(+gβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))(𝑖𝑦𝑗))) = (((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))(+gβ€˜π‘ƒ)((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))))
7655, 75eqtr2d 2773 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) β†’ (((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))(+gβ€˜π‘ƒ)((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))) = ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗)))
7776mpoeq3dva 7482 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))(+gβ€˜π‘ƒ)((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗))))
7841, 77eqtrd 2772 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))) ∘f (+gβ€˜π‘ƒ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗))))
7936, 78eqtr2d 2773 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗))) = ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)))(+gβ€˜πΆ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))))
80 simpl 483 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
815matring 21936 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐴 ∈ Ring)
82 ringmnd 20059 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ Ring β†’ 𝐴 ∈ Mnd)
8381, 82syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐴 ∈ Mnd)
8483anim1i 615 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝐴 ∈ Mnd ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)))
85 3anass 1095 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ Mnd ∧ π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ↔ (𝐴 ∈ Mnd ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)))
8684, 85sylibr 233 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝐴 ∈ Mnd ∧ π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡))
871, 3mndcl 18629 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ Mnd ∧ π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ (π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦) ∈ 𝐡)
8886, 87syl 17 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦) ∈ 𝐡)
89 df-3an 1089 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦) ∈ 𝐡) ↔ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦) ∈ 𝐡))
9080, 88, 89sylanbrc 583 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦) ∈ 𝐡))
9112, 5, 1, 7, 25mat2pmatval 22217 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦) ∈ 𝐡) β†’ (π‘‡β€˜(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗))))
9290, 91syl 17 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (π‘‡β€˜(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)𝑗))))
93 simpl 483 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ π‘₯ ∈ 𝐡)
9493anim2i 617 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡))
95 df-3an 1089 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) ↔ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡))
9694, 95sylibr 233 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ π‘₯ ∈ 𝐡))
9712, 5, 1, 7, 25mat2pmatval 22217 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ (π‘‡β€˜π‘₯) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))))
9896, 97syl 17 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (π‘‡β€˜π‘₯) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗))))
99 simpr 485 . . . . . . 7 ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ 𝑦 ∈ 𝐡)
10099anim2i 617 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ 𝑦 ∈ 𝐡))
101 df-3an 1089 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) ↔ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ 𝑦 ∈ 𝐡))
102100, 101sylibr 233 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐡))
10312, 5, 1, 7, 25mat2pmatval 22217 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ (π‘‡β€˜π‘¦) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))))
104102, 103syl 17 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (π‘‡β€˜π‘¦) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗))))
10598, 104oveq12d 7423 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ((π‘‡β€˜π‘₯)(+gβ€˜πΆ)(π‘‡β€˜π‘¦)) = ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖π‘₯𝑗)))(+gβ€˜πΆ)(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(𝑖𝑦𝑗)))))
10679, 92, 1053eqtr4d 2782 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (π‘‡β€˜(π‘₯(+gβ€˜π΄)𝑦)) = ((π‘‡β€˜π‘₯)(+gβ€˜πΆ)(π‘‡β€˜π‘¦)))
1071, 2, 3, 4, 6, 11, 13, 106isghmd 19095 1 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐢))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  Vcvv 3474  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405   ∈ cmpo 7407   ∘f cof 7664  Fincfn 8935  Basecbs 17140  +gcplusg 17193  Scalarcsca 17196  Mndcmnd 18621  Grpcgrp 18815   GrpHom cghm 19083  Ringcrg 20049  LModclmod 20463  algSccascl 21398  Poly1cpl1 21692   Mat cmat 21898   matToPolyMat cmat2pmat 22197
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-ot 4636  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-ofr 7667  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-sup 9433  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-hash 14287  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-hom 17217  df-cco 17218  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-prds 17389  df-pws 17391  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-submnd 18668  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-mulg 18945  df-subg 18997  df-ghm 19084  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-abl 19645  df-mgp 19982  df-ur 19999  df-ring 20051  df-subrg 20353  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-sra 20777  df-rgmod 20778  df-dsmm 21278  df-frlm 21293  df-ascl 21401  df-psr 21453  df-mpl 21455  df-opsr 21457  df-psr1 21695  df-ply1 21697  df-mamu 21877  df-mat 21899  df-mat2pmat 22200
This theorem is referenced by:  mat2pmatrhm  22227  0mat2pmat  22229  m2cpmghm  22237  pm2mp  22318  cayhamlem4  22381
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