Theorem matsc 21507

Description: The identity matrix multiplied with a scalar. (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Jul-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
matsc.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
matsc.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
matsc.m	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐴)
matsc.z	⊢ 0 = (0g‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
matsc	⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 )))

Distinct variable groups:   𝑖,𝑗, 0   𝐴,𝑖,𝑗   𝑖,𝑁,𝑗   𝑅,𝑖,𝑗   · ,𝑖,𝑗   𝑖,𝐿,𝑗   𝑖,𝐾,𝑗

Proof of Theorem matsc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp3 1136	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → 𝐿 ∈ 𝐾)
2		3simpa 1146	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
3		matsc.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4	3	matring 21500	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
5		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
6		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝐴) = (1r‘𝐴)
7	5, 6	ringidcl 19722	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → (1r‘𝐴) ∈ (Base‘𝐴))
8	2, 4, 7	3syl 18	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (1r‘𝐴) ∈ (Base‘𝐴))
9		matsc.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
10		matsc.m	. . . 4 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐴)
11		eqid 2738	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
12		eqid 2738	. . . 4 ⊢ (𝑁 × 𝑁) = (𝑁 × 𝑁)
13	3, 5, 9, 10, 11, 12	matvsca2 21485	. . 3 ⊢ ((𝐿 ∈ 𝐾 ∧ (1r‘𝐴) ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)))
14	1, 8, 13	syl2anc 583	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)))
15		simp1 1134	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → 𝑁 ∈ Fin)
16		simp13 1203	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝐿 ∈ 𝐾)
17		fvex 6769	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) ∈ V
18		matsc.z	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
19	18	fvexi 6770	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ V
20	17, 19	ifex 4506	. . . 4 ⊢ if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 ) ∈ V
21	20	a1i 11	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 ) ∈ V)
22		fconstmpo 7369	. . . 4 ⊢ ((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ 𝐿)
23	22	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → ((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ 𝐿))
24		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
25	3, 24, 18	mat1 21504	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )))
26	25	3adant3 1130	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (1r‘𝐴) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )))
27	15, 15, 16, 21, 23, 26	offval22 7899	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝐿(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 ))))
28		ovif2 7351	. . . 4 ⊢ (𝐿(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )) = if(𝑖 = 𝑗, (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)), (𝐿(.r‘𝑅) 0 ))
29	9, 11, 24	ringridm 19726	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝐿)
30	29	3adant1 1128	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝐿)
31	9, 11, 18	ringrz 19742	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅) 0 ) = 0 )
32	31	3adant1 1128	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅) 0 ) = 0 )
33	30, 32	ifeq12d 4477	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → if(𝑖 = 𝑗, (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)), (𝐿(.r‘𝑅) 0 )) = if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 ))
34	28, 33	eqtrid 2790	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )) = if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 ))
35	34	mpoeq3dv 7332	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝐿(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 ))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 )))
36	14, 27, 35	3eqtrd 2782	1 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 )))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  Vcvv 3422  ifcif 4456  {csn 4558   × cxp 5578  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255   ∈ cmpo 7257   ∘_f cof 7509  Fincfn 8691  Basecbs 16840  ._rcmulr 16889   ·_𝑠 cvsca 16892  0_gc0g 17067  1_rcur 19652  Ringcrg 19698   Mat cmat 21464

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-ot 4567  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-supp 7949  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-map 8575  df-ixp 8644  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fsupp 9059  df-sup 9131  df-oi 9199  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-seq 13650  df-hash 13973  df-struct 16776  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-hom 16912  df-cco 16913  df-0g 17069  df-gsum 17070  df-prds 17075  df-pws 17077  df-mre 17212  df-mrc 17213  df-acs 17215  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-mhm 18345  df-submnd 18346  df-grp 18495  df-minusg 18496  df-sbg 18497  df-mulg 18616  df-subg 18667  df-ghm 18747  df-cntz 18838  df-cmn 19303  df-abl 19304  df-mgp 19636  df-ur 19653  df-ring 19700  df-subrg 19937  df-lmod 20040  df-lss 20109  df-sra 20349  df-rgmod 20350  df-dsmm 20849  df-frlm 20864  df-mamu 21443  df-mat 21465

This theorem is referenced by:  scmatscm  21570  madurid  21701  chmatval  21886