Theorem matunitlindf 35784

Description: A matrix over a field is invertible iff the rows are linearly independent. (Contributed by Brendan Leahy, 2-Jun-2021.)

Assertion

Ref	Expression
matunitlindf	⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))

Proof of Theorem matunitlindf

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fvoveq1 7307	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 = ∅ → (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) = (Base‘(∅ Mat 𝑅)))
2		mat0dimbas0 21624	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Field → (Base‘(∅ Mat 𝑅)) = {∅})
3	1, 2	sylan9eq 2799	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐼 = ∅ ∧ 𝑅 ∈ Field) → (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) = {∅})
4	3	eleq2d 2825	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 = ∅ ∧ 𝑅 ∈ Field) → (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ 𝑀 ∈ {∅}))
5		elsni 4579	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ {∅} → 𝑀 = ∅)
6	4, 5	syl6bi 252	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 = ∅ ∧ 𝑅 ∈ Field) → (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) → 𝑀 = ∅))
7	6	imdistanda 572	. . . 4 ⊢ (𝐼 = ∅ → ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 = ∅)))
8	7	impcom 408	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 = ∅) → (𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 = ∅))
9		isfld 20009	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Field ↔ (𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝑅 ∈ CRing))
10	9	simplbi 498	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Field → 𝑅 ∈ DivRing)
11		drngring 20007	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ DivRing → 𝑅 ∈ Ring)
12		eqid 2739	. . . . . . . . 9 ⊢ (∅ Mat 𝑅) = (∅ Mat 𝑅)
13	12	mat0dimid 21626	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (1r‘(∅ Mat 𝑅)) = ∅)
14		0fin 8963	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∅ ∈ Fin
15	12	matring 21601	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((∅ ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (∅ Mat 𝑅) ∈ Ring)
16	14, 15	mpan 687	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (∅ Mat 𝑅) ∈ Ring)
17		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)) = (Unit‘(∅ Mat 𝑅))
18		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1r‘(∅ Mat 𝑅)) = (1r‘(∅ Mat 𝑅))
19	17, 18	1unit 19909	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∅ Mat 𝑅) ∈ Ring → (1r‘(∅ Mat 𝑅)) ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)))
20	16, 19	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (1r‘(∅ Mat 𝑅)) ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)))
21	13, 20	eqeltrrd 2841	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → ∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)))
22	10, 11, 21	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Field → ∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)))
23		f0 6664	. . . . . . . . 9 ⊢ ∅:∅⟶(Base‘(𝑅 freeLMod ∅))
24		dm0 5832	. . . . . . . . . 10 ⊢ dom ∅ = ∅
25	24	feq2i 6601	. . . . . . . . 9 ⊢ (∅:dom ∅⟶(Base‘(𝑅 freeLMod ∅)) ↔ ∅:∅⟶(Base‘(𝑅 freeLMod ∅)))
26	23, 25	mpbir 230	. . . . . . . 8 ⊢ ∅:dom ∅⟶(Base‘(𝑅 freeLMod ∅))
27		rzal 4440	. . . . . . . . 9 ⊢ (dom ∅ = ∅ → ∀𝑥 ∈ dom ∅∀𝑦 ∈ ((Base‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))) ∖ {(0g‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)))}) ¬ (𝑦( ·𝑠 ‘(𝑅 freeLMod ∅))(∅‘𝑥)) ∈ ((LSpan‘(𝑅 freeLMod ∅))‘(∅ “ (dom ∅ ∖ {𝑥}))))
28	24, 27	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ ∀𝑥 ∈ dom ∅∀𝑦 ∈ ((Base‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))) ∖ {(0g‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)))}) ¬ (𝑦( ·𝑠 ‘(𝑅 freeLMod ∅))(∅‘𝑥)) ∈ ((LSpan‘(𝑅 freeLMod ∅))‘(∅ “ (dom ∅ ∖ {𝑥})))
29		ovex 7317	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 freeLMod ∅) ∈ V
30		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘(𝑅 freeLMod ∅)) = (Base‘(𝑅 freeLMod ∅))
31		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( ·𝑠 ‘(𝑅 freeLMod ∅)) = ( ·𝑠 ‘(𝑅 freeLMod ∅))
32		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (LSpan‘(𝑅 freeLMod ∅)) = (LSpan‘(𝑅 freeLMod ∅))
33		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)) = (Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))
34		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))) = (Base‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)))
35		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))) = (0g‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)))
36	30, 31, 32, 33, 34, 35	islindf 21028	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑅 freeLMod ∅) ∈ V ∧ ∅ ∈ Fin) → (∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅) ↔ (∅:dom ∅⟶(Base‘(𝑅 freeLMod ∅)) ∧ ∀𝑥 ∈ dom ∅∀𝑦 ∈ ((Base‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))) ∖ {(0g‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)))}) ¬ (𝑦( ·𝑠 ‘(𝑅 freeLMod ∅))(∅‘𝑥)) ∈ ((LSpan‘(𝑅 freeLMod ∅))‘(∅ “ (dom ∅ ∖ {𝑥}))))))
37	29, 14, 36	mp2an 689	. . . . . . . 8 ⊢ (∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅) ↔ (∅:dom ∅⟶(Base‘(𝑅 freeLMod ∅)) ∧ ∀𝑥 ∈ dom ∅∀𝑦 ∈ ((Base‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅))) ∖ {(0g‘(Scalar‘(𝑅 freeLMod ∅)))}) ¬ (𝑦( ·𝑠 ‘(𝑅 freeLMod ∅))(∅‘𝑥)) ∈ ((LSpan‘(𝑅 freeLMod ∅))‘(∅ “ (dom ∅ ∖ {𝑥})))))
38	26, 28, 37	mpbir2an 708	. . . . . . 7 ⊢ ∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅)
39	38	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Field → ∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅))
40	22, 39	2thd 264	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ Field → (∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)) ↔ ∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅)))
41		fvoveq1 7307	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 = ∅ → (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) = (Unit‘(∅ Mat 𝑅)))
42		eleq12 2829	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 = ∅ ∧ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) = (Unit‘(∅ Mat 𝑅))) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ ∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅))))
43	41, 42	sylan2 593	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 = ∅ ∧ 𝐼 = ∅) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ ∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅))))
44		cureq 35762	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑀 = ∅ → curry 𝑀 = curry ∅)
45		df-cur 8092	. . . . . . . . . 10 ⊢ curry ∅ = (𝑥 ∈ dom dom ∅ ↦ {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ⟨𝑥, 𝑦⟩∅𝑧})
46	24	dmeqi 5816	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ dom dom ∅ = dom ∅
47	46, 24	eqtri 2767	. . . . . . . . . . 11 ⊢ dom dom ∅ = ∅
48		mpteq1 5168	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (dom dom ∅ = ∅ → (𝑥 ∈ dom dom ∅ ↦ {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ⟨𝑥, 𝑦⟩∅𝑧}) = (𝑥 ∈ ∅ ↦ {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ⟨𝑥, 𝑦⟩∅𝑧}))
49	47, 48	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ dom dom ∅ ↦ {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ⟨𝑥, 𝑦⟩∅𝑧}) = (𝑥 ∈ ∅ ↦ {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ⟨𝑥, 𝑦⟩∅𝑧})
50		mpt0 6584	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ∅ ↦ {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ⟨𝑥, 𝑦⟩∅𝑧}) = ∅
51	45, 49, 50	3eqtri 2771	. . . . . . . . 9 ⊢ curry ∅ = ∅
52	44, 51	eqtrdi 2795	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑀 = ∅ → curry 𝑀 = ∅)
53		oveq2 7292	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 = ∅ → (𝑅 freeLMod 𝐼) = (𝑅 freeLMod ∅))
54	52, 53	breqan12d 5091	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 = ∅ ∧ 𝐼 = ∅) → (curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼) ↔ ∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅)))
55	43, 54	bibi12d 346	. . . . . 6 ⊢ ((𝑀 = ∅ ∧ 𝐼 = ∅) → ((𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)) ↔ (∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)) ↔ ∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅))))
56	55	biimparc 480	. . . . 5 ⊢ (((∅ ∈ (Unit‘(∅ Mat 𝑅)) ↔ ∅ LIndF (𝑅 freeLMod ∅)) ∧ (𝑀 = ∅ ∧ 𝐼 = ∅)) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
57	40, 56	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ (𝑀 = ∅ ∧ 𝐼 = ∅)) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
58	57	anassrs 468	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 = ∅) ∧ 𝐼 = ∅) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
59	8, 58	sylancom 588	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 = ∅) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
60	9	simprbi 497	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ Field → 𝑅 ∈ CRing)
61		eqid 2739	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 Mat 𝑅) = (𝐼 Mat 𝑅)
62		eqid 2739	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 maDet 𝑅) = (𝐼 maDet 𝑅)
63		eqid 2739	. . . . . 6 ⊢ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) = (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))
64		eqid 2739	. . . . . 6 ⊢ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) = (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅))
65		eqid 2739	. . . . . 6 ⊢ (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
66	61, 62, 63, 64, 65	matunit 21836	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅)))
67	60, 66	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅)))
68	67	adantr 481	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅)))
69		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
70		eqid 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
71	69, 65, 70	drngunit 20005	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ DivRing → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) ↔ (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅))))
72	10, 71	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Field → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) ↔ (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅))))
73	72	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) ↔ (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅))))
74	62, 61, 63, 69	mdetcl 21754	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Base‘𝑅))
75	60, 74	sylan 580	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Base‘𝑅))
76	75	biantrurd 533	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅) ↔ (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅))))
77	73, 76	bitr4d 281	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) ↔ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅)))
78	77	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) ↔ ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅)))
79	61, 63	matrcl 21568	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) → (𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
80	79	simpld 495	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) → 𝐼 ∈ Fin)
81	80	pm4.71i 560	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ Fin))
82		xpfi 9094	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (𝐼 × 𝐼) ∈ Fin)
83	82	anidms 567	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐼 ∈ Fin → (𝐼 × 𝐼) ∈ Fin)
84		eqid 2739	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑅 freeLMod (𝐼 × 𝐼)) = (𝑅 freeLMod (𝐼 × 𝐼))
85	84, 69	frlmfibas 20978	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ (𝐼 × 𝐼) ∈ Fin) → ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) = (Base‘(𝑅 freeLMod (𝐼 × 𝐼))))
86	83, 85	sylan2 593	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ Fin) → ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) = (Base‘(𝑅 freeLMod (𝐼 × 𝐼))))
87	61, 84	matbas 21569	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Field) → (Base‘(𝑅 freeLMod (𝐼 × 𝐼))) = (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)))
88	87	ancoms 459	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (Base‘(𝑅 freeLMod (𝐼 × 𝐼))) = (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)))
89	86, 88	eqtrd 2779	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ Fin) → ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) = (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)))
90	89	eleq2d 2825	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (𝑀 ∈ ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) ↔ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))))
91		fvex 6796	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (Base‘𝑅) ∈ V
92		elmapg 8637	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((Base‘𝑅) ∈ V ∧ (𝐼 × 𝐼) ∈ Fin) → (𝑀 ∈ ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) ↔ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)))
93	91, 83, 92	sylancr 587	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐼 ∈ Fin → (𝑀 ∈ ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) ↔ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)))
94	93	adantl 482	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (𝑀 ∈ ((Base‘𝑅) ↑m (𝐼 × 𝐼)) ↔ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)))
95	90, 94	bitr3d 280	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)))
96	95	ex 413	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Field → (𝐼 ∈ Fin → (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅))))
97	96	pm5.32rd 578	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Field → ((𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ Fin) ↔ (𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ Fin)))
98	81, 97	syl5bb 283	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Field → (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ (𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ Fin)))
99	98	biimpd 228	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Field → (𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅)) → (𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ Fin)))
100	99	imdistani 569	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (𝑅 ∈ Field ∧ (𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ Fin)))
101		anass 469	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ Fin) ↔ (𝑅 ∈ Field ∧ (𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅) ∧ 𝐼 ∈ Fin)))
102	100, 101	sylibr 233	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ Fin))
103		eldifsn 4721	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅}) ↔ (𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐼 ≠ ∅))
104		matunitlindflem1 35782	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅})) → (¬ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼) → ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) = (0g‘𝑅)))
105	104	necon1ad 2961	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ (Fin ∖ {∅})) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅) → curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
106	103, 105	sylan2br 595	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)) ∧ (𝐼 ∈ Fin ∧ 𝐼 ≠ ∅)) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅) → curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
107	106	anassrs 468	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀:(𝐼 × 𝐼)⟶(Base‘𝑅)) ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅) → curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
108	102, 107	sylan 580	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ≠ (0g‘𝑅) → curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
109	78, 108	sylbid 239	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) → curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
110		matunitlindflem2 35783	. . . . 5 ⊢ ((((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) ∧ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)) → ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅))
111	110	ex 413	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼) → ((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅)))
112	109, 111	impbid 211	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (((𝐼 maDet 𝑅)‘𝑀) ∈ (Unit‘𝑅) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
113	68, 112	bitrd 278	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) ∧ 𝐼 ≠ ∅) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))
114	59, 113	pm2.61dane 3033	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Field ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(𝐼 Mat 𝑅))) → (𝑀 ∈ (Unit‘(𝐼 Mat 𝑅)) ↔ curry 𝑀 LIndF (𝑅 freeLMod 𝐼)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2944  ∀wral 3065  Vcvv 3433   ∖ cdif 3885  ∅c0 4257  {csn 4562  ⟨cop 4568   class class class wbr 5075  {copab 5137   ↦ cmpt 5158   × cxp 5588  dom cdm 5590   “ cima 5593  ⟶wf 6433  ‘cfv 6437  (class class class)co 7284  curry ccur 8090   ↑_m cmap 8624  Fincfn 8742  Basecbs 16921  Scalarcsca 16974   ·_𝑠 cvsca 16975  0_gc0g 17159  1_rcur 19746  Ringcrg 19792  CRingccrg 19793  Unitcui 19890  DivRingcdr 20000  Fieldcfield 20001  LSpanclspn 20242   freeLMod cfrlm 20962   LIndF clindf 21020   Mat cmat 21563   maDet cmdat 21742

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2710  ax-rep 5210  ax-sep 5224  ax-nul 5231  ax-pow 5289  ax-pr 5353  ax-un 7597  ax-cnex 10936  ax-resscn 10937  ax-1cn 10938  ax-icn 10939  ax-addcl 10940  ax-addrcl 10941  ax-mulcl 10942  ax-mulrcl 10943  ax-mulcom 10944  ax-addass 10945  ax-mulass 10946  ax-distr 10947  ax-i2m1 10948  ax-1ne0 10949  ax-1rid 10950  ax-rnegex 10951  ax-rrecex 10952  ax-cnre 10953  ax-pre-lttri 10954  ax-pre-lttrn 10955  ax-pre-ltadd 10956  ax-pre-mulgt0 10957  ax-addf 10959  ax-mulf 10960

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-xor 1507  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2541  df-eu 2570  df-clab 2717  df-cleq 2731  df-clel 2817  df-nfc 2890  df-ne 2945  df-nel 3051  df-ral 3070  df-rex 3071  df-rmo 3072  df-reu 3073  df-rab 3074  df-v 3435  df-sbc 3718  df-csb 3834  df-dif 3891  df-un 3893  df-in 3895  df-ss 3905  df-pss 3907  df-nul 4258  df-if 4461  df-pw 4536  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-ot 4571  df-uni 4841  df-int 4881  df-iun 4927  df-iin 4928  df-br 5076  df-opab 5138  df-mpt 5159  df-tr 5193  df-id 5490  df-eprel 5496  df-po 5504  df-so 5505  df-fr 5545  df-se 5546  df-we 5547  df-xp 5596  df-rel 5597  df-cnv 5598  df-co 5599  df-dm 5600  df-rn 5601  df-res 5602  df-ima 5603  df-pred 6206  df-ord 6273  df-on 6274  df-lim 6275  df-suc 6276  df-iota 6395  df-fun 6439  df-fn 6440  df-f 6441  df-f1 6442  df-fo 6443  df-f1o 6444  df-fv 6445  df-isom 6446  df-riota 7241  df-ov 7287  df-oprab 7288  df-mpo 7289  df-of 7542  df-om 7722  df-1st 7840  df-2nd 7841  df-supp 7987  df-tpos 8051  df-cur 8092  df-unc 8093  df-frecs 8106  df-wrecs 8137  df-recs 8211  df-rdg 8250  df-1o 8306  df-2o 8307  df-er 8507  df-map 8626  df-pm 8627  df-ixp 8695  df-en 8743  df-dom 8744  df-sdom 8745  df-fin 8746  df-fsupp 9138  df-sup 9210  df-oi 9278  df-card 9706  df-pnf 11020  df-mnf 11021  df-xr 11022  df-ltxr 11023  df-le 11024  df-sub 11216  df-neg 11217  df-div 11642  df-nn 11983  df-2 12045  df-3 12046  df-4 12047  df-5 12048  df-6 12049  df-7 12050  df-8 12051  df-9 12052  df-n0 12243  df-xnn0 12315  df-z 12329  df-dec 12447  df-uz 12592  df-rp 12740  df-fz 13249  df-fzo 13392  df-seq 13731  df-exp 13792  df-hash 14054  df-word 14227  df-lsw 14275  df-concat 14283  df-s1 14310  df-substr 14363  df-pfx 14393  df-splice 14472  df-reverse 14481  df-s2 14570  df-struct 16857  df-sets 16874  df-slot 16892  df-ndx 16904  df-base 16922  df-ress 16951  df-plusg 16984  df-mulr 16985  df-starv 16986  df-sca 16987  df-vsca 16988  df-ip 16989  df-tset 16990  df-ple 16991  df-ds 16993  df-unif 16994  df-hom 16995  df-cco 16996  df-0g 17161  df-gsum 17162  df-prds 17167  df-pws 17169  df-mre 17304  df-mrc 17305  df-mri 17306  df-acs 17307  df-mgm 18335  df-sgrp 18384  df-mnd 18395  df-mhm 18439  df-submnd 18440  df-efmnd 18517  df-grp 18589  df-minusg 18590  df-sbg 18591  df-mulg 18710  df-subg 18761  df-ghm 18841  df-gim 18884  df-cntz 18932  df-oppg 18959  df-symg 18984  df-pmtr 19059  df-psgn 19108  df-evpm 19109  df-cmn 19397  df-abl 19398  df-mgp 19730  df-ur 19747  df-srg 19751  df-ring 19794  df-cring 19795  df-oppr 19871  df-dvdsr 19892  df-unit 19893  df-invr 19923  df-dvr 19934  df-rnghom 19968  df-drng 20002  df-field 20003  df-subrg 20031  df-lmod 20134  df-lss 20203  df-lsp 20243  df-lmhm 20293  df-lbs 20346  df-lvec 20374  df-sra 20443  df-rgmod 20444  df-nzr 20538  df-cnfld 20607  df-zring 20680  df-zrh 20714  df-dsmm 20948  df-frlm 20963  df-uvc 20999  df-lindf 21022  df-linds 21023  df-assa 21069  df-mamu 21542  df-mat 21564  df-mdet 21743  df-madu 21792

This theorem is referenced by: (None)