Theorem mdet0 22724

Description: The determinant of the zero matrix (of dimension greater 0!) is 0. (Contributed by AV, 17-Aug-2019.) (Revised by AV, 3-Jul-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
mdet0.d	⊢ 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
mdet0.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mdet0.z	⊢ 𝑍 = (0g‘𝐴)
mdet0.0	⊢ 0 = (0g‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
mdet0	⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑁 ≠ ∅) → (𝐷‘𝑍) = 0 )

Proof of Theorem mdet0

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		n0 4308	. . 3 ⊢ (𝑁 ≠ ∅ ↔ ∃𝑖 𝑖 ∈ 𝑁)
2		crngring 20318	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
3	2	anim1ci 627	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
4	3	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
5		mdet0.z	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑍 = (0g‘𝐴)
6		mdet0.a	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
7		mdet0.0	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
8	6, 7	mat0op 22537	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (0g‘𝐴) = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ 0 ))
9	5, 8	eqtrid 2812	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑍 = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ 0 ))
10	4, 9	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑍 = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ 0 ))
11	10	fveq2d 6875	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝐷‘𝑍) = (𝐷‘(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ 0 )))
12		ifid 4524	. . . . . . . . . 10 ⊢ if(𝑥 = 𝑖, 0 , 0 ) = 0
13	12	eqcomi 2774	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 = if(𝑥 = 𝑖, 0 , 0 )
14	13	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 0 = if(𝑥 = 𝑖, 0 , 0 ))
15	14	mpoeq3dv 7479	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ 0 ) = (𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑥 = 𝑖, 0 , 0 )))
16	15	fveq2d 6875	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝐷‘(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ 0 )) = (𝐷‘(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑥 = 𝑖, 0 , 0 ))))
17		mdet0.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
18		eqid 2765	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
19		simpll 778	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ CRing)
20		simpr 489	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝑁 ∈ Fin)
21	20	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
22		ringmnd 20316	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Mnd)
23	2, 22	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Mnd)
24	23	adantr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝑅 ∈ Mnd)
25	18, 7	mndidcl 18797	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Mnd → 0 ∈ (Base‘𝑅))
26	24, 25	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 0 ∈ (Base‘𝑅))
27	26	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 0 ∈ (Base‘𝑅))
28	27	3ad2ant1 1149	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁) → 0 ∈ (Base‘𝑅))
29		simpr 489	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
30	17, 18, 7, 19, 21, 28, 29	mdetr0 22723	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝐷‘(𝑥 ∈ 𝑁, 𝑦 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑥 = 𝑖, 0 , 0 ))) = 0 )
31	11, 16, 30	3eqtrd 2804	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝐷‘𝑍) = 0 )
32	31	ex 417	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐷‘𝑍) = 0 ))
33	32	exlimdv 1956	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (∃𝑖 𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐷‘𝑍) = 0 ))
34	1, 33	biimtrid 245	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑁 ≠ ∅ → (𝐷‘𝑍) = 0 ))
35	34	3impia 1133	1 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑁 ≠ ∅) → (𝐷‘𝑍) = 0 )

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1563  ∃wex 1802   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2960  ∅c0 4288  ifcif 4483  ‘cfv 6525  (class class class)co 7400   ∈ cmpo 7402  Fincfn 8931  Basecbs 17259  0_gc0g 17482  Mndcmnd 18782  Ringcrg 20306  CRingccrg 20307   Mat cmat 22525   maDet cmdat 22702

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165  ax-addf 11167  ax-mulf 11168

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-xor 1535  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-ot 4594  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-iin 4955  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-of 7664  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8145  df-tpos 8210  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-2o 8442  df-er 8682  df-map 8814  df-pm 8815  df-ixp 8884  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-fin 8935  df-fsupp 9310  df-sup 9390  df-oi 9460  df-card 9913  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-div 11860  df-nn 12225  df-2 12294  df-3 12295  df-4 12296  df-5 12297  df-6 12298  df-7 12299  df-8 12300  df-9 12301  df-n0 12496  df-xnn0 12569  df-z 12583  df-dec 12703  df-uz 12854  df-rp 13008  df-fz 13527  df-fzo 13674  df-seq 14029  df-exp 14089  df-hash 14358  df-word 14541  df-lsw 14590  df-concat 14598  df-s1 14624  df-substr 14669  df-pfx 14699  df-splice 14777  df-reverse 14786  df-s2 14875  df-struct 17197  df-sets 17214  df-slot 17232  df-ndx 17244  df-base 17260  df-ress 17281  df-plusg 17313  df-mulr 17314  df-starv 17315  df-sca 17316  df-vsca 17317  df-ip 17318  df-tset 17319  df-ple 17320  df-ds 17322  df-unif 17323  df-hom 17324  df-cco 17325  df-0g 17484  df-gsum 17485  df-prds 17490  df-pws 17492  df-mre 17628  df-mrc 17629  df-acs 17631  df-mgm 18688  df-sgrp 18767  df-mnd 18783  df-mhm 18831  df-submnd 18832  df-efmnd 18918  df-grp 18993  df-minusg 18994  df-sbg 18995  df-mulg 19125  df-subg 19180  df-ghm 19275  df-gim 19320  df-cntz 19378  df-oppg 19407  df-symg 19431  df-pmtr 19503  df-psgn 19552  df-cmn 19843  df-abl 19844  df-mgp 20208  df-rng 20222  df-ur 20255  df-ring 20308  df-cring 20309  df-oppr 20410  df-dvdsr 20430  df-unit 20431  df-invr 20461  df-dvr 20474  df-rhm 20545  df-subrng 20622  df-subrg 20646  df-drng 20806  df-lmod 20952  df-lss 21022  df-sra 21263  df-rgmod 21264  df-cnfld 21483  df-zring 21557  df-zrh 21613  df-dsmm 21842  df-frlm 21857  df-mat 22526  df-mdet 22703

This theorem is referenced by: (None)