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Theorem mavmulsolcl 21159
Description: Every solution of the equation 𝐴𝑋 = 𝑌 for a matrix 𝐴 and a vector 𝐵 is a vector. (Contributed by AV, 27-Feb-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mavmuldm.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
mavmuldm.c 𝐶 = (𝐵m (𝑀 × 𝑁))
mavmuldm.d 𝐷 = (𝐵m 𝑁)
mavmuldm.t · = (𝑅 maVecMul ⟨𝑀, 𝑁⟩)
mavmulsolcl.e 𝐸 = (𝐵m 𝑀)
Assertion
Ref Expression
mavmulsolcl (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌𝑋𝐷))

Proof of Theorem mavmulsolcl
StepHypRef Expression
1 2a1 28 . 2 (𝑋𝐷 → (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌𝑋𝐷)))
2 simpl 486 . . . . . . . . 9 ((𝑅𝑉𝑌𝐸) → 𝑅𝑉)
32adantl 485 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → 𝑅𝑉)
4 simpl1 1188 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → 𝑀 ∈ Fin)
5 simpl2 1189 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → 𝑁 ∈ Fin)
63, 4, 53jca 1125 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → (𝑅𝑉𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin))
76adantl 485 . . . . . 6 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → (𝑅𝑉𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin))
8 mavmuldm.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑅)
9 mavmuldm.c . . . . . . 7 𝐶 = (𝐵m (𝑀 × 𝑁))
10 mavmuldm.d . . . . . . 7 𝐷 = (𝐵m 𝑁)
11 mavmuldm.t . . . . . . 7 · = (𝑅 maVecMul ⟨𝑀, 𝑁⟩)
128, 9, 10, 11mavmuldm 21158 . . . . . 6 ((𝑅𝑉𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin) → dom · = (𝐶 × 𝐷))
137, 12syl 17 . . . . 5 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → dom · = (𝐶 × 𝐷))
14 simpl 486 . . . . . 6 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → ¬ 𝑋𝐷)
1514intnand 492 . . . . 5 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → ¬ (𝐴𝐶𝑋𝐷))
16 ndmovg 7315 . . . . 5 ((dom · = (𝐶 × 𝐷) ∧ ¬ (𝐴𝐶𝑋𝐷)) → (𝐴 · 𝑋) = ∅)
1713, 15, 16syl2anc 587 . . . 4 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → (𝐴 · 𝑋) = ∅)
18 eqeq1 2805 . . . . . 6 ((𝐴 · 𝑋) = ∅ → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌 ↔ ∅ = 𝑌))
19 elmapi 8415 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑌 ∈ (𝐵m 𝑀) → 𝑌:𝑀𝐵)
20 f0dom0 6541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑌:𝑀𝐵 → (𝑀 = ∅ ↔ 𝑌 = ∅))
2120biimprd 251 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑌:𝑀𝐵 → (𝑌 = ∅ → 𝑀 = ∅))
2221necon3d 3011 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑌:𝑀𝐵 → (𝑀 ≠ ∅ → 𝑌 ≠ ∅))
2322com12 32 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑀 ≠ ∅ → (𝑌:𝑀𝐵𝑌 ≠ ∅))
24233ad2ant3 1132 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) → (𝑌:𝑀𝐵𝑌 ≠ ∅))
2524com12 32 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑌:𝑀𝐵 → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) → 𝑌 ≠ ∅))
2625a1d 25 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑌:𝑀𝐵 → (𝑅𝑉 → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) → 𝑌 ≠ ∅)))
2719, 26syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑌 ∈ (𝐵m 𝑀) → (𝑅𝑉 → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) → 𝑌 ≠ ∅)))
28 mavmulsolcl.e . . . . . . . . . . . . 13 𝐸 = (𝐵m 𝑀)
2927, 28eleq2s 2911 . . . . . . . . . . . 12 (𝑌𝐸 → (𝑅𝑉 → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) → 𝑌 ≠ ∅)))
3029impcom 411 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅𝑉𝑌𝐸) → ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) → 𝑌 ≠ ∅))
3130impcom 411 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → 𝑌 ≠ ∅)
32 eqneqall 3001 . . . . . . . . . 10 (𝑌 = ∅ → (𝑌 ≠ ∅ → 𝑋𝐷))
3331, 32syl5com 31 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → (𝑌 = ∅ → 𝑋𝐷))
3433adantl 485 . . . . . . . 8 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → (𝑌 = ∅ → 𝑋𝐷))
3534com12 32 . . . . . . 7 (𝑌 = ∅ → ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → 𝑋𝐷))
3635eqcoms 2809 . . . . . 6 (∅ = 𝑌 → ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → 𝑋𝐷))
3718, 36syl6bi 256 . . . . 5 ((𝐴 · 𝑋) = ∅ → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌 → ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → 𝑋𝐷)))
3837com23 86 . . . 4 ((𝐴 · 𝑋) = ∅ → ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌𝑋𝐷)))
3917, 38mpcom 38 . . 3 ((¬ 𝑋𝐷 ∧ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸))) → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌𝑋𝐷))
4039ex 416 . 2 𝑋𝐷 → (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌𝑋𝐷)))
411, 40pm2.61i 185 1 (((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ≠ ∅) ∧ (𝑅𝑉𝑌𝐸)) → ((𝐴 · 𝑋) = 𝑌𝑋𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  c0 4246  cop 4534   × cxp 5521  dom cdm 5523  wf 6324  cfv 6328  (class class class)co 7139  m cmap 8393  Fincfn 8496  Basecbs 16478   maVecMul cmvmul 21148
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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-op 4535  df-uni 4804  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-id 5428  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-map 8395  df-mvmul 21149
This theorem is referenced by:  slesolvec  21287  cramerimplem2  21292
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