Theorem mat2pmatscmxcl 22233

Description: A transformed matrix multiplied with a power of the variable of a polynomial is a polynomial matrix. (Contributed by AV, 6-Nov-2019.) (Proof shortened by AV, 28-Nov-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mat2pmatscmxcl.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mat2pmatscmxcl.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐴)
mat2pmatscmxcl.t	⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
mat2pmatscmxcl.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
mat2pmatscmxcl.c	⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
mat2pmatscmxcl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
mat2pmatscmxcl.m	⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝐶)
mat2pmatscmxcl.e	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
mat2pmatscmxcl.x	⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
mat2pmatscmxcl	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐿 ↑ 𝑋) ∗ (𝑇‘𝑀)) ∈ 𝐵)

Proof of Theorem mat2pmatscmxcl

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll 765	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ Fin)
2		mat2pmatscmxcl.p	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
3	2	ply1ring 21761	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
4	3	ad2antlr 725	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑃 ∈ Ring)
5		mat2pmatscmxcl.x	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)
6		eqid 2732	. . . 4 ⊢ (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
7		mat2pmatscmxcl.e	. . . 4 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
8		eqid 2732	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
9	2, 5, 6, 7, 8	ply1moncl 21784	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → (𝐿 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
10	9	ad2ant2l 744	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐿 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
11		simpl 483	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ 𝐾)
12	11	anim2i 617	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ 𝑀 ∈ 𝐾))
13		df-3an 1089	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) ↔ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ 𝑀 ∈ 𝐾))
14	12, 13	sylibr 233	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾))
15		mat2pmatscmxcl.t	. . . 4 ⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
16		mat2pmatscmxcl.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
17		mat2pmatscmxcl.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐴)
18		mat2pmatscmxcl.c	. . . 4 ⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
19		mat2pmatscmxcl.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
20	15, 16, 17, 2, 18, 19	mat2pmatbas0 22220	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐾) → (𝑇‘𝑀) ∈ 𝐵)
21	14, 20	syl 17	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑇‘𝑀) ∈ 𝐵)
22		mat2pmatscmxcl.m	. . 3 ⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝐶)
23	8, 18, 19, 22	matvscl 21924	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Ring) ∧ ((𝐿 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃) ∧ (𝑇‘𝑀) ∈ 𝐵)) → ((𝐿 ↑ 𝑋) ∗ (𝑇‘𝑀)) ∈ 𝐵)
24	1, 4, 10, 21, 23	syl22anc 837	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐿 ↑ 𝑋) ∗ (𝑇‘𝑀)) ∈ 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  Fincfn 8935  ℕ₀cn0 12468  Basecbs 17140   ·_𝑠 cvsca 17197  ._gcmg 18944  mulGrpcmgp 19981  Ringcrg 20049  var₁cv1 21691  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-mvr 21454  df-mpl 21455  df-opsr 21457  df-psr1 21695  df-vr1 21696  df-ply1 21697  df-mat 21899  df-mat2pmat 22200

This theorem is referenced by:  pmatcollpw3fi1lem1  22279  monmat2matmon  22317  pm2mp  22318  cpmadugsumlemF  22369  cpmadugsumfi  22370