Theorem matsc 22415

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 1139	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → 𝐿 ∈ 𝐾)
2		3simpa 1149	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
3		matsc.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4	3	matring 22408	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
5		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
6		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝐴) = (1r‘𝐴)
7	5, 6	ringidcl 20246	. . . 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 2736	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
12		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (𝑁 × 𝑁) = (𝑁 × 𝑁)
13	3, 5, 9, 10, 11, 12	matvsca2 22393	. . 3 ⊢ ((𝐿 ∈ 𝐾 ∧ (1r‘𝐴) ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)))
14	1, 8, 13	syl2anc 585	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)))
15		simp1 1137	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → 𝑁 ∈ Fin)
16		simp13 1207	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝐿 ∈ 𝐾)
17		fvex 6853	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) ∈ V
18		matsc.z	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
19	18	fvexi 6854	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ V
20	17, 19	ifex 4517	. . . 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 7484	. . . 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 2736	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
25	3, 24, 18	mat1 22412	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )))
26	25	3adant3 1133	. . 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 8038	. 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 7466	. . . 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 20251	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝐿)
30	29	3adant1 1131	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝐿)
31	9, 11, 18	ringrz 20275	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅) 0 ) = 0 )
32	31	3adant1 1131	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅) 0 ) = 0 )
33	30, 32	ifeq12d 4488	. . . 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 2783	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )) = if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 ))
35	34	mpoeq3dv 7446	. 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 2775	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 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  Vcvv 3429  ifcif 4466  {csn 4567   × cxp 5629  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367   ∈ cmpo 7369   ∘_f cof 7629  Fincfn 8893  Basecbs 17179  ._rcmulr 17221   ·_𝑠 cvsca 17224  0_gc0g 17402  1_rcur 20162  Ringcrg 20214   Mat cmat 22372

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-ot 4576  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-iin 4936  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-isom 6507  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-2o 8406  df-er 8643  df-map 8775  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-sup 9355  df-oi 9425  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-seq 13964  df-hash 14293  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-hom 17244  df-cco 17245  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-prds 17410  df-pws 17412  df-mre 17548  df-mrc 17549  df-acs 17551  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-mhm 18751  df-submnd 18752  df-grp 18912  df-minusg 18913  df-sbg 18914  df-mulg 19044  df-subg 19099  df-ghm 19188  df-cntz 19292  df-cmn 19757  df-abl 19758  df-mgp 20122  df-rng 20134  df-ur 20163  df-ring 20216  df-subrg 20547  df-lmod 20857  df-lss 20927  df-sra 21168  df-rgmod 21169  df-dsmm 21712  df-frlm 21727  df-mamu 22356  df-mat 22373

This theorem is referenced by:  scmatscm  22478  madurid  22609  chmatval  22794