MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  matvscacell Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem matvscacell 21333
Description: Scalar multiplication in the matrix ring is cell-wise. (Contributed by AV, 7-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
matplusgcell.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
matplusgcell.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
matvscacell.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
matvscacell.v · = ( ·𝑠𝐴)
matvscacell.t × = (.r𝑅)
Assertion
Ref Expression
matvscacell ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(𝑋 · 𝑌)𝐽) = (𝑋 × (𝐼𝑌𝐽)))

Proof of Theorem matvscacell
StepHypRef Expression
1 matplusgcell.a . . . . 5 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
2 matplusgcell.b . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝐴)
3 matvscacell.k . . . . 5 𝐾 = (Base‘𝑅)
4 matvscacell.v . . . . 5 · = ( ·𝑠𝐴)
5 matvscacell.t . . . . 5 × = (.r𝑅)
6 eqid 2737 . . . . 5 (𝑁 × 𝑁) = (𝑁 × 𝑁)
71, 2, 3, 4, 5, 6matvsca2 21325 . . . 4 ((𝑋𝐾𝑌𝐵) → (𝑋 · 𝑌) = (((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌))
87oveqd 7230 . . 3 ((𝑋𝐾𝑌𝐵) → (𝐼(𝑋 · 𝑌)𝐽) = (𝐼(((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)𝐽))
983ad2ant2 1136 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(𝑋 · 𝑌)𝐽) = (𝐼(((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)𝐽))
10 df-ov 7216 . . 3 (𝐼(((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)𝐽) = ((((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)‘⟨𝐼, 𝐽⟩)
1110a1i 11 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)𝐽) = ((((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)‘⟨𝐼, 𝐽⟩))
12 opelxpi 5588 . . . 4 ((𝐼𝑁𝐽𝑁) → ⟨𝐼, 𝐽⟩ ∈ (𝑁 × 𝑁))
13123ad2ant3 1137 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → ⟨𝐼, 𝐽⟩ ∈ (𝑁 × 𝑁))
141, 2matrcl 21309 . . . . . . . 8 (𝑌𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
1514simpld 498 . . . . . . 7 (𝑌𝐵𝑁 ∈ Fin)
1615adantl 485 . . . . . 6 ((𝑋𝐾𝑌𝐵) → 𝑁 ∈ Fin)
17163ad2ant2 1136 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑁 ∈ Fin)
18 xpfi 8942 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑁 × 𝑁) ∈ Fin)
1917, 17, 18syl2anc 587 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝑁 × 𝑁) ∈ Fin)
20 simp2l 1201 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑋𝐾)
212eleq2i 2829 . . . . . . . . 9 (𝑌𝐵𝑌 ∈ (Base‘𝐴))
2221biimpi 219 . . . . . . . 8 (𝑌𝐵𝑌 ∈ (Base‘𝐴))
2322adantl 485 . . . . . . 7 ((𝑋𝐾𝑌𝐵) → 𝑌 ∈ (Base‘𝐴))
24233ad2ant2 1136 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑌 ∈ (Base‘𝐴))
25 simp1 1138 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
26 eqid 2737 . . . . . . . 8 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
271, 26matbas2 21318 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → ((Base‘𝑅) ↑m (𝑁 × 𝑁)) = (Base‘𝐴))
2817, 25, 27syl2anc 587 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → ((Base‘𝑅) ↑m (𝑁 × 𝑁)) = (Base‘𝐴))
2924, 28eleqtrrd 2841 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑌 ∈ ((Base‘𝑅) ↑m (𝑁 × 𝑁)))
30 elmapfn 8546 . . . . 5 (𝑌 ∈ ((Base‘𝑅) ↑m (𝑁 × 𝑁)) → 𝑌 Fn (𝑁 × 𝑁))
3129, 30syl 17 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → 𝑌 Fn (𝑁 × 𝑁))
32 df-ov 7216 . . . . . 6 (𝐼𝑌𝐽) = (𝑌‘⟨𝐼, 𝐽⟩)
3332eqcomi 2746 . . . . 5 (𝑌‘⟨𝐼, 𝐽⟩) = (𝐼𝑌𝐽)
3433a1i 11 . . . 4 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) ∧ ⟨𝐼, 𝐽⟩ ∈ (𝑁 × 𝑁)) → (𝑌‘⟨𝐼, 𝐽⟩) = (𝐼𝑌𝐽))
3519, 20, 31, 34ofc1 7494 . . 3 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) ∧ ⟨𝐼, 𝐽⟩ ∈ (𝑁 × 𝑁)) → ((((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)‘⟨𝐼, 𝐽⟩) = (𝑋 × (𝐼𝑌𝐽)))
3613, 35mpdan 687 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → ((((𝑁 × 𝑁) × {𝑋}) ∘f × 𝑌)‘⟨𝐼, 𝐽⟩) = (𝑋 × (𝐼𝑌𝐽)))
379, 11, 363eqtrd 2781 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐾𝑌𝐵) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁)) → (𝐼(𝑋 · 𝑌)𝐽) = (𝑋 × (𝐼𝑌𝐽)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399  w3a 1089   = wceq 1543  wcel 2110  Vcvv 3408  {csn 4541  cop 4547   × cxp 5549   Fn wfn 6375  cfv 6380  (class class class)co 7213  f cof 7467  m cmap 8508  Fincfn 8626  Basecbs 16760  .rcmulr 16803   ·𝑠 cvsca 16806  Ringcrg 19562   Mat cmat 21304
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-rep 5179  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-ot 4550  df-uni 4820  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-of 7469  df-om 7645  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-supp 7904  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-1o 8202  df-er 8391  df-map 8510  df-ixp 8579  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-fin 8630  df-fsupp 8986  df-sup 9058  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-nn 11831  df-2 11893  df-3 11894  df-4 11895  df-5 11896  df-6 11897  df-7 11898  df-8 11899  df-9 11900  df-n0 12091  df-z 12177  df-dec 12294  df-uz 12439  df-fz 13096  df-struct 16700  df-sets 16717  df-slot 16735  df-ndx 16745  df-base 16761  df-ress 16785  df-plusg 16815  df-mulr 16816  df-sca 16818  df-vsca 16819  df-ip 16820  df-tset 16821  df-ple 16822  df-ds 16824  df-hom 16826  df-cco 16827  df-0g 16946  df-prds 16952  df-pws 16954  df-sra 20209  df-rgmod 20210  df-dsmm 20694  df-frlm 20709  df-mat 21305
This theorem is referenced by:  dmatscmcl  21400  scmatscmide  21404  scmatscm  21410  mat2pmatlin  21632  monmatcollpw  21676  pmatcollpwlem  21677  chpmat1dlem  21732  chpdmatlem2  21736  chpdmatlem3  21737
  Copyright terms: Public domain W3C validator