Theorem matsc 22344

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 1138	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → 𝐿 ∈ 𝐾)
2		3simpa 1148	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
3		matsc.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4	3	matring 22337	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
5		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
6		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝐴) = (1r‘𝐴)
7	5, 6	ringidcl 20181	. . . 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 2730	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
12		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (𝑁 × 𝑁) = (𝑁 × 𝑁)
13	3, 5, 9, 10, 11, 12	matvsca2 22322	. . 3 ⊢ ((𝐿 ∈ 𝐾 ∧ (1r‘𝐴) ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)))
14	1, 8, 13	syl2anc 584	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿 · (1r‘𝐴)) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝐿}) ∘f (.r‘𝑅)(1r‘𝐴)))
15		simp1 1136	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → 𝑁 ∈ Fin)
16		simp13 1206	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝐿 ∈ 𝐾)
17		fvex 6874	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) ∈ V
18		matsc.z	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
19	18	fvexi 6875	. . . . 5 ⊢ 0 ∈ V
20	17, 19	ifex 4542	. . . 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 7509	. . . 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 2730	. . . . 5 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
25	3, 24, 18	mat1 22341	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )))
26	25	3adant3 1132	. . 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 8070	. 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 7491	. . . 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 20186	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝐿)
30	29	3adant1 1130	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝐿)
31	9, 11, 18	ringrz 20210	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅) 0 ) = 0 )
32	31	3adant1 1130	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅) 0 ) = 0 )
33	30, 32	ifeq12d 4513	. . . 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 2777	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐿 ∈ 𝐾) → (𝐿(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, (1r‘𝑅), 0 )) = if(𝑖 = 𝑗, 𝐿, 0 ))
35	34	mpoeq3dv 7471	. 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 2769	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 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  Vcvv 3450  ifcif 4491  {csn 4592   × cxp 5639  ‘cfv 6514  (class class class)co 7390   ∈ cmpo 7392   ∘_f cof 7654  Fincfn 8921  Basecbs 17186  ._rcmulr 17228   ·_𝑠 cvsca 17231  0_gc0g 17409  1_rcur 20097  Ringcrg 20149   Mat cmat 22301

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-ot 4601  df-uni 4875  df-int 4914  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-se 5595  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-isom 6523  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7656  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8674  df-map 8804  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9320  df-sup 9400  df-oi 9470  df-card 9899  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-dec 12657  df-uz 12801  df-fz 13476  df-fzo 13623  df-seq 13974  df-hash 14303  df-struct 17124  df-sets 17141  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-ress 17208  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-ip 17245  df-tset 17246  df-ple 17247  df-ds 17249  df-hom 17251  df-cco 17252  df-0g 17411  df-gsum 17412  df-prds 17417  df-pws 17419  df-mre 17554  df-mrc 17555  df-acs 17557  df-mgm 18574  df-sgrp 18653  df-mnd 18669  df-mhm 18717  df-submnd 18718  df-grp 18875  df-minusg 18876  df-sbg 18877  df-mulg 19007  df-subg 19062  df-ghm 19152  df-cntz 19256  df-cmn 19719  df-abl 19720  df-mgp 20057  df-rng 20069  df-ur 20098  df-ring 20151  df-subrg 20486  df-lmod 20775  df-lss 20845  df-sra 21087  df-rgmod 21088  df-dsmm 21648  df-frlm 21663  df-mamu 22285  df-mat 22302

This theorem is referenced by:  scmatscm  22407  madurid  22538  chmatval  22723