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

Theorem mdetfval 22643
Description: First substitution for the determinant definition. (Contributed by Stefan O'Rear, 9-Sep-2015.) (Revised by SO, 9-Jul-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
mdetfval.d 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
mdetfval.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mdetfval.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
mdetfval.p 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
mdetfval.y 𝑌 = (ℤRHom‘𝑅)
mdetfval.s 𝑆 = (pmSgn‘𝑁)
mdetfval.t · = (.r𝑅)
mdetfval.u 𝑈 = (mulGrp‘𝑅)
Assertion
Ref Expression
mdetfval 𝐷 = (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))))))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑚   𝑚,𝑝,𝑥,𝑁   𝑃,𝑚   𝑅,𝑚,𝑝,𝑥   𝑆,𝑚   · ,𝑚   𝑈,𝑚   𝑚,𝑌
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑚,𝑝)   𝐵(𝑥,𝑝)   𝐷(𝑥,𝑚,𝑝)   𝑃(𝑥,𝑝)   𝑆(𝑥,𝑝)   · (𝑥,𝑝)   𝑈(𝑥,𝑝)   𝑌(𝑥,𝑝)

Proof of Theorem mdetfval
Dummy variables 𝑦 𝑧 𝑛 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mdetfval.d . 2 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
2 oveq12 7405 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (𝑛 Mat 𝑟) = (𝑁 Mat 𝑅))
3 mdetfval.a . . . . . . . 8 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
42, 3eqtr4di 2815 . . . . . . 7 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (𝑛 Mat 𝑟) = 𝐴)
54fveq2d 6871 . . . . . 6 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (Base‘(𝑛 Mat 𝑟)) = (Base‘𝐴))
6 mdetfval.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝐴)
75, 6eqtr4di 2815 . . . . 5 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (Base‘(𝑛 Mat 𝑟)) = 𝐵)
8 simpr 488 . . . . . 6 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → 𝑟 = 𝑅)
9 simpl 486 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → 𝑛 = 𝑁)
109fveq2d 6871 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (SymGrp‘𝑛) = (SymGrp‘𝑁))
1110fveq2d 6871 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (Base‘(SymGrp‘𝑛)) = (Base‘(SymGrp‘𝑁)))
12 mdetfval.p . . . . . . . 8 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
1311, 12eqtr4di 2815 . . . . . . 7 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (Base‘(SymGrp‘𝑛)) = 𝑃)
14 fveq2 6867 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = 𝑅 → (.r𝑟) = (.r𝑅))
1514adantl 485 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (.r𝑟) = (.r𝑅))
16 mdetfval.t . . . . . . . . 9 · = (.r𝑅)
1715, 16eqtr4di 2815 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (.r𝑟) = · )
188fveq2d 6871 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (ℤRHom‘𝑟) = (ℤRHom‘𝑅))
19 mdetfval.y . . . . . . . . . . 11 𝑌 = (ℤRHom‘𝑅)
2018, 19eqtr4di 2815 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (ℤRHom‘𝑟) = 𝑌)
21 fveq2 6867 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑁 → (pmSgn‘𝑛) = (pmSgn‘𝑁))
2221adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (pmSgn‘𝑛) = (pmSgn‘𝑁))
23 mdetfval.s . . . . . . . . . . 11 𝑆 = (pmSgn‘𝑁)
2422, 23eqtr4di 2815 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (pmSgn‘𝑛) = 𝑆)
2520, 24coeq12d 5836 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → ((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛)) = (𝑌𝑆))
2625fveq1d 6869 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛))‘𝑝) = ((𝑌𝑆)‘𝑝))
27 fveq2 6867 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = 𝑅 → (mulGrp‘𝑟) = (mulGrp‘𝑅))
2827adantl 485 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (mulGrp‘𝑟) = (mulGrp‘𝑅))
29 mdetfval.u . . . . . . . . . 10 𝑈 = (mulGrp‘𝑅)
3028, 29eqtr4di 2815 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (mulGrp‘𝑟) = 𝑈)
319mpteq1d 5190 . . . . . . . . 9 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)) = (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))
3230, 31oveq12d 7414 . . . . . . . 8 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → ((mulGrp‘𝑟) Σg (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))) = (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))
3317, 26, 32oveq123d 7417 . . . . . . 7 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → ((((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛))‘𝑝)(.r𝑟)((mulGrp‘𝑟) Σg (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))) = (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))))
3413, 33mpteq12dv 5187 . . . . . 6 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (𝑝 ∈ (Base‘(SymGrp‘𝑛)) ↦ ((((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛))‘𝑝)(.r𝑟)((mulGrp‘𝑟) Σg (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))) = (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))
358, 34oveq12d 7414 . . . . 5 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (𝑟 Σg (𝑝 ∈ (Base‘(SymGrp‘𝑛)) ↦ ((((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛))‘𝑝)(.r𝑟)((mulGrp‘𝑟) Σg (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))))) = (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))))))
367, 35mpteq12dv 5187 . . . 4 ((𝑛 = 𝑁𝑟 = 𝑅) → (𝑚 ∈ (Base‘(𝑛 Mat 𝑟)) ↦ (𝑟 Σg (𝑝 ∈ (Base‘(SymGrp‘𝑛)) ↦ ((((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛))‘𝑝)(.r𝑟)((mulGrp‘𝑟) Σg (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))) = (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))))
37 df-mdet 22642 . . . 4 maDet = (𝑛 ∈ V, 𝑟 ∈ V ↦ (𝑚 ∈ (Base‘(𝑛 Mat 𝑟)) ↦ (𝑟 Σg (𝑝 ∈ (Base‘(SymGrp‘𝑛)) ↦ ((((ℤRHom‘𝑟) ∘ (pmSgn‘𝑛))‘𝑝)(.r𝑟)((mulGrp‘𝑟) Σg (𝑥𝑛 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))))
386fvexi 6881 . . . . 5 𝐵 ∈ V
3938mptex 7207 . . . 4 (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))) ∈ V
4036, 37, 39ovmpoa 7551 . . 3 ((𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑁 maDet 𝑅) = (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))))
4137reldmmpo 7530 . . . . . 6 Rel dom maDet
4241ovprc 7434 . . . . 5 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑁 maDet 𝑅) = ∅)
43 mpt0 6663 . . . . 5 (𝑚 ∈ ∅ ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))) = ∅
4442, 43eqtr4di 2815 . . . 4 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑁 maDet 𝑅) = (𝑚 ∈ ∅ ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))))
45 df-mat 22465 . . . . . . . . . 10 Mat = (𝑦 ∈ Fin, 𝑧 ∈ V ↦ ((𝑧 freeLMod (𝑦 × 𝑦)) sSet ⟨(.r‘ndx), (𝑧 maMul ⟨𝑦, 𝑦, 𝑦⟩)⟩))
4645reldmmpo 7530 . . . . . . . . 9 Rel dom Mat
4746ovprc 7434 . . . . . . . 8 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑁 Mat 𝑅) = ∅)
483, 47eqtrid 2809 . . . . . . 7 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐴 = ∅)
4948fveq2d 6871 . . . . . 6 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝐴) = (Base‘∅))
50 base0 17250 . . . . . 6 ∅ = (Base‘∅)
5149, 6, 503eqtr4g 2822 . . . . 5 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ∅)
5251mpteq1d 5190 . . . 4 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))) = (𝑚 ∈ ∅ ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))))
5344, 52eqtr4d 2800 . . 3 (¬ (𝑁 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑁 maDet 𝑅) = (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥))))))))
5440, 53pm2.61i 183 . 2 (𝑁 maDet 𝑅) = (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))))))
551, 54eqtri 2785 1 𝐷 = (𝑚𝐵 ↦ (𝑅 Σg (𝑝𝑃 ↦ (((𝑌𝑆)‘𝑝) · (𝑈 Σg (𝑥𝑁 ↦ ((𝑝𝑥)𝑚𝑥)))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wa 399   = wceq 1560  wcel 2142  Vcvv 3454  c0 4285  cop 4588  cotp 4590  cmpt 5181   × cxp 5645  ccom 5651  cfv 6521  (class class class)co 7396  Fincfn 8927   sSet csts 17199  ndxcnx 17229  Basecbs 17245  .rcmulr 17287   Σg cgsu 17469  SymGrpcsymg 19409  pmSgncpsgn 19529  mulGrpcmgp 20186  ℤRHomczrh 21548   freeLMod cfrlm 21795   maMul cmmul 22447   Mat cmat 22464   maDet cmdat 22641
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-cnex 11129  ax-1cn 11131  ax-addcl 11133
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-nn 12211  df-slot 17218  df-ndx 17230  df-base 17246  df-mat 22465  df-mdet 22642
This theorem is referenced by:  mdetleib  22644  nfimdetndef  22646  mdetfval1  22647  mdet0pr  22649  mdetf  22652
  Copyright terms: Public domain W3C validator