Theorem mavmulass 21898

Description: Associativity of the multiplication of two NxN matrices with an N-dimensional vector. (Contributed by AV, 9-Feb-2019.) (Revised by AV, 25-Feb-2019.) (Proof shortened by AV, 22-Jul-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
1mavmul.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
1mavmul.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
1mavmul.t	⊢ · = (𝑅 maVecMul ⟨𝑁, 𝑁⟩)
1mavmul.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
1mavmul.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
1mavmul.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
mavmulass.m	⊢ × = (𝑅 maMul ⟨𝑁, 𝑁, 𝑁⟩)
mavmulass.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
mavmulass.z	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (Base‘𝐴))

Assertion

Ref	Expression
mavmulass	⊢ (𝜑 → ((𝑋 × 𝑍) · 𝑌) = (𝑋 · (𝑍 · 𝑌)))

Proof of Theorem mavmulass

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1mavmul.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
2		1mavmul.t	. . . 4 ⊢ · = (𝑅 maVecMul ⟨𝑁, 𝑁⟩)
3		1mavmul.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
4		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
5		1mavmul.r	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
6		1mavmul.n	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
7		mavmulass.m	. . . . . 6 ⊢ × = (𝑅 maMul ⟨𝑁, 𝑁, 𝑁⟩)
8		mavmulass.x	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
9	1, 3	matbas2 21770	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)) = (Base‘𝐴))
10	6, 5, 9	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)) = (Base‘𝐴))
11	8, 10	eleqtrrd 2841	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)))
12		mavmulass.z	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (Base‘𝐴))
13	12, 10	eleqtrrd 2841	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)))
14	3, 5, 7, 6, 6, 6, 11, 13	mamucl 21748	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑋 × 𝑍) ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)))
15	14, 10	eleqtrd 2840	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑋 × 𝑍) ∈ (Base‘𝐴))
16		1mavmul.y	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
17	1, 2, 3, 4, 5, 6, 15, 16	mavmulcl 21896	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 × 𝑍) · 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
18		elmapi 8787	. . 3 ⊢ (((𝑋 × 𝑍) · 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m 𝑁) → ((𝑋 × 𝑍) · 𝑌):𝑁⟶𝐵)
19		ffn 6668	. . 3 ⊢ (((𝑋 × 𝑍) · 𝑌):𝑁⟶𝐵 → ((𝑋 × 𝑍) · 𝑌) Fn 𝑁)
20	17, 18, 19	3syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 × 𝑍) · 𝑌) Fn 𝑁)
21	1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, 16	mavmulcl 21896	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑍 · 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
22	1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 21	mavmulcl 21896	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · (𝑍 · 𝑌)) ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
23		elmapi 8787	. . 3 ⊢ ((𝑋 · (𝑍 · 𝑌)) ∈ (𝐵 ↑m 𝑁) → (𝑋 · (𝑍 · 𝑌)):𝑁⟶𝐵)
24		ffn 6668	. . 3 ⊢ ((𝑋 · (𝑍 · 𝑌)):𝑁⟶𝐵 → (𝑋 · (𝑍 · 𝑌)) Fn 𝑁)
25	22, 23, 24	3syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋 · (𝑍 · 𝑌)) Fn 𝑁)
26		ringcmn 20003	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ CMnd)
27	5, 26	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
28	27	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ CMnd)
29	6	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
30	5	ad2antrr 724	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
31		elmapi 8787	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)) → 𝑋:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
32	11, 31	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
33	32	ad2antrr 724	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → 𝑋:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
34		simplr 767	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → 𝑖 ∈ 𝑁)
35		simprr 771	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → 𝑘 ∈ 𝑁)
36	33, 34, 35	fovcdmd 7526	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → (𝑖𝑋𝑘) ∈ 𝐵)
37		elmapi 8787	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)) → 𝑍:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
38	13, 37	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑍:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
39	38	ad2antrr 724	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → 𝑍:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
40		simprl 769	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → 𝑗 ∈ 𝑁)
41	39, 35, 40	fovcdmd 7526	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → (𝑘𝑍𝑗) ∈ 𝐵)
42		elmapi 8787	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌 ∈ (𝐵 ↑m 𝑁) → 𝑌:𝑁⟶𝐵)
43		ffvelcdm 7032	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑌:𝑁⟶𝐵 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵)
44	43	ex 413	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌:𝑁⟶𝐵 → (𝑗 ∈ 𝑁 → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵))
45	16, 42, 44	3syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑗 ∈ 𝑁 → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵))
46	45	imp 407	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵)
47	46	ad2ant2r 745	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵)
48	3, 4	ringcl 19981	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑘𝑍𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵) → ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) ∈ 𝐵)
49	30, 41, 47, 48	syl3anc 1371	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) ∈ 𝐵)
50	3, 4	ringcl 19981	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑋𝑘) ∈ 𝐵 ∧ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))) ∈ 𝐵)
51	30, 36, 49, 50	syl3anc 1371	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))) ∈ 𝐵)
52	3, 28, 29, 29, 51	gsumcom3fi 19756	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))))
53	5	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
54	6	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
55	11	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)))
56	13	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑m (𝑁 × 𝑁)))
57		simplr 767	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
58		simpr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
59	7, 3, 4, 53, 54, 54, 54, 55, 56, 57, 58	mamufv 21736	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗)))))
60	59	oveq1d 7372	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) = ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))
61		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
62		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
63	46	adantlr 713	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵)
64	5	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
65	64	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
66	32	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑋:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
67		simplr 767	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
68		simpr 485	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑘 ∈ 𝑁)
69	66, 67, 68	fovcdmd 7526	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑋𝑘) ∈ 𝐵)
70	69	adantlr 713	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑋𝑘) ∈ 𝐵)
71	38	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑍:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
72	71	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑍:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
73		simpr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑘 ∈ 𝑁)
74		simplr 767	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
75	72, 73, 74	fovcdmd 7526	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (𝑘𝑍𝑗) ∈ 𝐵)
76	3, 4	ringcl 19981	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑋𝑘) ∈ 𝐵 ∧ (𝑘𝑍𝑗) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗)) ∈ 𝐵)
77	65, 70, 75, 76	syl3anc 1371	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗)) ∈ 𝐵)
78		eqid 2736	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))) = (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗)))
79		ovexd 7392	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗)) ∈ V)
80		fvexd 6857	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (0g‘𝑅) ∈ V)
81	78, 54, 79, 80	fsuppmptdm 9316	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))) finSupp (0g‘𝑅))
82	3, 61, 62, 4, 53, 54, 63, 77, 81	gsummulc1 20030	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))) = ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))
83	3, 4	ringass 19984	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((𝑖𝑋𝑘) ∈ 𝐵 ∧ (𝑘𝑍𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵)) → (((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) = ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))
84	30, 36, 41, 47, 83	syl13anc 1372	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ (𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ 𝑁)) → (((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) = ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))
85	84	anassrs 468	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) = ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))
86	85	mpteq2dva 5205	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))) = (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))))
87	86	oveq2d 7373	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑘𝑍𝑗))(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))
88	60, 82, 87	3eqtr2d 2782	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))
89	88	mpteq2dva 5205	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))))))
90	89	oveq2d 7373	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))))
91	5	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
92	6	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
93	12	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑍 ∈ (Base‘𝐴))
94	16	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
95	1, 2, 3, 4, 91, 92, 93, 94, 68	mavmulfv 21895	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → ((𝑍 · 𝑌)‘𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))))
96	95	oveq2d 7373	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑍 · 𝑌)‘𝑘)) = ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))
97	64	ad2antrr 724	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
98	71	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑍:(𝑁 × 𝑁)⟶𝐵)
99		simplr 767	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑘 ∈ 𝑁)
100		simpr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
101	98, 99, 100	fovcdmd 7526	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑘𝑍𝑗) ∈ 𝐵)
102	45	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (𝑗 ∈ 𝑁 → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵))
103	102	imp 407	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑌‘𝑗) ∈ 𝐵)
104	97, 101, 103, 48	syl3anc 1371	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) ∈ 𝐵)
105		eqid 2736	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))
106		ovexd 7392	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)) ∈ V)
107		fvexd 6857	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (0g‘𝑅) ∈ V)
108	105, 92, 106, 107	fsuppmptdm 9316	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))) finSupp (0g‘𝑅))
109	3, 61, 62, 4, 91, 92, 69, 104, 108	gsummulc2 20031	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))) = ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)(𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))
110	96, 109	eqtr4d 2779	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑘 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑍 · 𝑌)‘𝑘)) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))
111	110	mpteq2dva 5205	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑍 · 𝑌)‘𝑘))) = (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))))))
112	111	oveq2d 7373	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑍 · 𝑌)‘𝑘)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑘𝑍𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗))))))))
113	52, 90, 112	3eqtr4d 2786	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑍 · 𝑌)‘𝑘)))))
114	15	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑋 × 𝑍) ∈ (Base‘𝐴))
115	16	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
116		simpr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
117	1, 2, 3, 4, 64, 29, 114, 115, 116	mavmulfv 21895	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (((𝑋 × 𝑍) · 𝑌)‘𝑖) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 × 𝑍)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑌‘𝑗)))))
118	8	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
119	21	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑍 · 𝑌) ∈ (𝐵 ↑m 𝑁))
120	1, 2, 3, 4, 64, 29, 118, 119, 116	mavmulfv 21895	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → ((𝑋 · (𝑍 · 𝑌))‘𝑖) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑘)(.r‘𝑅)((𝑍 · 𝑌)‘𝑘)))))
121	113, 117, 120	3eqtr4d 2786	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (((𝑋 × 𝑍) · 𝑌)‘𝑖) = ((𝑋 · (𝑍 · 𝑌))‘𝑖))
122	20, 25, 121	eqfnfvd 6985	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 × 𝑍) · 𝑌) = (𝑋 · (𝑍 · 𝑌)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  Vcvv 3445  ⟨cop 4592  ⟨cotp 4594   ↦ cmpt 5188   × cxp 5631   Fn wfn 6491  ⟶wf 6492  ‘cfv 6496  (class class class)co 7357   ↑_m cmap 8765  Fincfn 8883  Basecbs 17083  +_gcplusg 17133  ._rcmulr 17134  0_gc0g 17321   Σ_g cgsu 17322  CMndccmn 19562  Ringcrg 19964   maMul cmmul 21732   Mat cmat 21754   maVecMul cmvmul 21889

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-ot 4595  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-map 8767  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-sup 9378  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-seq 13907  df-hash 14231  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-hom 17157  df-cco 17158  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-prds 17329  df-pws 17331  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-mhm 18601  df-submnd 18602  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-mulg 18873  df-ghm 19006  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-abl 19565  df-mgp 19897  df-ur 19914  df-ring 19966  df-sra 20633  df-rgmod 20634  df-dsmm 21138  df-frlm 21153  df-mamu 21733  df-mat 21755  df-mvmul 21890

This theorem is referenced by:  slesolinv  22029  slesolinvbi  22030