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

Theorem matvscacell 22351
Description: Scalar multiplication in the matrix ring is cell-wise. (Contributed by AV, 7-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
matplusgcell.a ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
matplusgcell.b ๐ต = (Baseโ€˜๐ด)
matvscacell.k ๐พ = (Baseโ€˜๐‘…)
matvscacell.v ยท = ( ยท๐‘  โ€˜๐ด)
matvscacell.t ร— = (.rโ€˜๐‘…)
Assertion
Ref Expression
matvscacell ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐ผ(๐‘‹ ยท ๐‘Œ)๐ฝ) = (๐‘‹ ร— (๐ผ๐‘Œ๐ฝ)))

Proof of Theorem matvscacell
StepHypRef Expression
1 matplusgcell.a . . . . 5 ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
2 matplusgcell.b . . . . 5 ๐ต = (Baseโ€˜๐ด)
3 matvscacell.k . . . . 5 ๐พ = (Baseโ€˜๐‘…)
4 matvscacell.v . . . . 5 ยท = ( ยท๐‘  โ€˜๐ด)
5 matvscacell.t . . . . 5 ร— = (.rโ€˜๐‘…)
6 eqid 2725 . . . . 5 (๐‘ ร— ๐‘) = (๐‘ ร— ๐‘)
71, 2, 3, 4, 5, 6matvsca2 22343 . . . 4 ((๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘‹ ยท ๐‘Œ) = (((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ))
87oveqd 7430 . . 3 ((๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐ผ(๐‘‹ ยท ๐‘Œ)๐ฝ) = (๐ผ(((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)๐ฝ))
983ad2ant2 1131 . 2 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐ผ(๐‘‹ ยท ๐‘Œ)๐ฝ) = (๐ผ(((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)๐ฝ))
10 df-ov 7416 . . 3 (๐ผ(((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)๐ฝ) = ((((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)โ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ)
1110a1i 11 . 2 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐ผ(((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)๐ฝ) = ((((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)โ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ))
12 opelxpi 5710 . . . 4 ((๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘) โ†’ โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ โˆˆ (๐‘ ร— ๐‘))
13123ad2ant3 1132 . . 3 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ โˆˆ (๐‘ ร— ๐‘))
141, 2matrcl 22325 . . . . . . . 8 (๐‘Œ โˆˆ ๐ต โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ V))
1514simpld 493 . . . . . . 7 (๐‘Œ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin)
1615adantl 480 . . . . . 6 ((๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin)
17163ad2ant2 1131 . . . . 5 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin)
18 xpfi 9336 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โˆˆ Fin) โ†’ (๐‘ ร— ๐‘) โˆˆ Fin)
1917, 17, 18syl2anc 582 . . . 4 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘ ร— ๐‘) โˆˆ Fin)
20 simp2l 1196 . . . 4 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐พ)
212eleq2i 2817 . . . . . . . . 9 (๐‘Œ โˆˆ ๐ต โ†” ๐‘Œ โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
2221biimpi 215 . . . . . . . 8 (๐‘Œ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘Œ โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
2322adantl 480 . . . . . . 7 ((๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
24233ad2ant2 1131 . . . . . 6 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
25 simp1 1133 . . . . . . 7 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring)
26 eqid 2725 . . . . . . . 8 (Baseโ€˜๐‘…) = (Baseโ€˜๐‘…)
271, 26matbas2 22336 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ ((Baseโ€˜๐‘…) โ†‘m (๐‘ ร— ๐‘)) = (Baseโ€˜๐ด))
2817, 25, 27syl2anc 582 . . . . . 6 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ((Baseโ€˜๐‘…) โ†‘m (๐‘ ร— ๐‘)) = (Baseโ€˜๐ด))
2924, 28eleqtrrd 2828 . . . . 5 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ((Baseโ€˜๐‘…) โ†‘m (๐‘ ร— ๐‘)))
30 elmapfn 8877 . . . . 5 (๐‘Œ โˆˆ ((Baseโ€˜๐‘…) โ†‘m (๐‘ ร— ๐‘)) โ†’ ๐‘Œ Fn (๐‘ ร— ๐‘))
3129, 30syl 17 . . . 4 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘Œ Fn (๐‘ ร— ๐‘))
32 df-ov 7416 . . . . . 6 (๐ผ๐‘Œ๐ฝ) = (๐‘Œโ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ)
3332eqcomi 2734 . . . . 5 (๐‘Œโ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ) = (๐ผ๐‘Œ๐ฝ)
3433a1i 11 . . . 4 (((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โˆง โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ โˆˆ (๐‘ ร— ๐‘)) โ†’ (๐‘Œโ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ) = (๐ผ๐‘Œ๐ฝ))
3519, 20, 31, 34ofc1 7706 . . 3 (((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โˆง โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ โˆˆ (๐‘ ร— ๐‘)) โ†’ ((((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)โ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ) = (๐‘‹ ร— (๐ผ๐‘Œ๐ฝ)))
3613, 35mpdan 685 . 2 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ((((๐‘ ร— ๐‘) ร— {๐‘‹}) โˆ˜f ร— ๐‘Œ)โ€˜โŸจ๐ผ, ๐ฝโŸฉ) = (๐‘‹ ร— (๐ผ๐‘Œ๐ฝ)))
379, 11, 363eqtrd 2769 1 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐ฝ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐ผ(๐‘‹ ยท ๐‘Œ)๐ฝ) = (๐‘‹ ร— (๐ผ๐‘Œ๐ฝ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   โˆง w3a 1084   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  Vcvv 3463  {csn 4625  โŸจcop 4631   ร— cxp 5671   Fn wfn 6538  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7413   โˆ˜f cof 7677   โ†‘m cmap 8838  Fincfn 8957  Basecbs 17174  .rcmulr 17228   ยท๐‘  cvsca 17231  Ringcrg 20172   Mat cmat 22320
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5281  ax-sep 5295  ax-nul 5302  ax-pow 5360  ax-pr 5424  ax-un 7735  ax-cnex 11189  ax-resscn 11190  ax-1cn 11191  ax-icn 11192  ax-addcl 11193  ax-addrcl 11194  ax-mulcl 11195  ax-mulrcl 11196  ax-mulcom 11197  ax-addass 11198  ax-mulass 11199  ax-distr 11200  ax-i2m1 11201  ax-1ne0 11202  ax-1rid 11203  ax-rnegex 11204  ax-rrecex 11205  ax-cnre 11206  ax-pre-lttri 11207  ax-pre-lttrn 11208  ax-pre-ltadd 11209  ax-pre-mulgt0 11210
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3961  df-nul 4320  df-if 4526  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-tp 4630  df-op 4632  df-ot 4634  df-uni 4905  df-iun 4994  df-br 5145  df-opab 5207  df-mpt 5228  df-tr 5262  df-id 5571  df-eprel 5577  df-po 5585  df-so 5586  df-fr 5628  df-we 5630  df-xp 5679  df-rel 5680  df-cnv 5681  df-co 5682  df-dm 5683  df-rn 5684  df-res 5685  df-ima 5686  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7369  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7679  df-om 7866  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-map 8840  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9381  df-sup 9460  df-pnf 11275  df-mnf 11276  df-xr 11277  df-ltxr 11278  df-le 11279  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12238  df-2 12300  df-3 12301  df-4 12302  df-5 12303  df-6 12304  df-7 12305  df-8 12306  df-9 12307  df-n0 12498  df-z 12584  df-dec 12703  df-uz 12848  df-fz 13512  df-struct 17110  df-sets 17127  df-slot 17145  df-ndx 17157  df-base 17175  df-ress 17204  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 17417  df-prds 17423  df-pws 17425  df-sra 21057  df-rgmod 21058  df-dsmm 21665  df-frlm 21680  df-mat 22321
This theorem is referenced by:  dmatscmcl  22418  scmatscmide  22422  scmatscm  22428  mat2pmatlin  22650  monmatcollpw  22694  pmatcollpwlem  22695  chpmat1dlem  22750  chpdmatlem2  22754  chpdmatlem3  22755
  Copyright terms: Public domain W3C validator