Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  mdetpmtr2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mdetpmtr2 34567
Description: The determinant of a matrix with permuted columns is the determinant of the original matrix multiplied by the sign of the permutation. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
mdetpmtr.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mdetpmtr.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
mdetpmtr.d 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
mdetpmtr.g 𝐺 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
mdetpmtr.s 𝑆 = (pmSgn‘𝑁)
mdetpmtr.z 𝑍 = (ℤRHom‘𝑅)
mdetpmtr.t · = (.r‘𝑅)
mdetpmtr2.e 𝐸 = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗)))
Assertion
Ref Expression
mdetpmtr2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝐷‘𝑀) = (((𝑍 ∘ 𝑆)‘𝑃) · (𝐷‘𝐸)))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗   𝑖,𝐺,𝑗   𝑖,𝑀,𝑗   𝑖,𝑁,𝑗   𝑃,𝑖,𝑗   𝑅,𝑖,𝑗
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑖, 𝑗)   𝐷(𝑖, 𝑗)   𝑆(𝑖, 𝑗)   · (𝑖, 𝑗)   𝐸(𝑖, 𝑗)   𝑍(𝑖, 𝑗)

Proof of Theorem mdetpmtr2
StepHypRef Expression
1 simpll 779 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → 𝑅 ∈ CRing)
2 simplr 781 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → 𝑁 ∈ Fin)
3 mdetpmtr.a . . . . 5 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4 mdetpmtr.b . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝐴)
53, 4mattposcl 22823 . . . 4 (𝑀 ∈ 𝐵 → tpos 𝑀 ∈ 𝐵)
65ad2antrl 741 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → tpos 𝑀 ∈ 𝐵)
7 simprr 785 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → 𝑃 ∈ 𝐺)
8 mdetpmtr.d . . . 4 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
9 mdetpmtr.g . . . 4 𝐺 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
10 mdetpmtr.s . . . 4 𝑆 = (pmSgn‘𝑁)
11 mdetpmtr.z . . . 4 𝑍 = (ℤRHom‘𝑅)
12 mdetpmtr.t . . . 4 · = (.r‘𝑅)
13 mdetpmtr2.e . . . . . 6 𝐸 = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗)))
14 ovtpos 8296 . . . . . . . . 9 ((𝑃‘𝑗)tpos 𝑀𝑖) = (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗))
1514eqcomi 2772 . . . . . . . 8 (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗)) = ((𝑃‘𝑗)tpos 𝑀𝑖)
1615a1i 11 . . . . . . 7 ((𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗)) = ((𝑃‘𝑗)tpos 𝑀𝑖))
1716mpoeq3ia 7529 . . . . . 6 (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑃‘𝑗)tpos 𝑀𝑖))
1813, 17eqtri 2786 . . . . 5 𝐸 = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑃‘𝑗)tpos 𝑀𝑖))
1918tposmpo 8318 . . . 4 tpos 𝐸 = (𝑗 ∈ 𝑁, 𝑖 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑃‘𝑗)tpos 𝑀𝑖))
203, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 19mdetpmtr1 34566 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (tpos 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝐷‘tpos 𝑀) = (((𝑍 ∘ 𝑆)‘𝑃) · (𝐷‘tpos 𝐸)))
211, 2, 6, 7, 20syl22anc 852 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝐷‘tpos 𝑀) = (((𝑍 ∘ 𝑆)‘𝑃) · (𝐷‘tpos 𝐸)))
228, 3, 4mdettpos 22981 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (𝐷‘tpos 𝑀) = (𝐷‘𝑀))
2322ad2ant2r 760 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝐷‘tpos 𝑀) = (𝐷‘𝑀))
24 eqid 2763 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
25 simp2 1155 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
2673ad2ant1 1151 . . . . . . . 8 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑃 ∈ 𝐺)
27 simp3 1156 . . . . . . . 8 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
28 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (SymGrp‘𝑁) = (SymGrp‘𝑁)
2928, 9symgfv 19645 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ 𝐺 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑃‘𝑗) ∈ 𝑁)
3026, 27, 29syl2anc 596 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑃‘𝑗) ∈ 𝑁)
31 simp1rl 1257 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑀 ∈ 𝐵)
323, 24, 4, 25, 30, 31matecld 22796 . . . . . 6 ((((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗)) ∈ (Base‘𝑅))
333, 24, 4, 2, 1, 32matbas2d 22793 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑖𝑀(𝑃‘𝑗))) ∈ 𝐵)
3413, 33eqeltrid 2868 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → 𝐸 ∈ 𝐵)
358, 3, 4mdettpos 22981 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐸 ∈ 𝐵) → (𝐷‘tpos 𝐸) = (𝐷‘𝐸))
361, 34, 35syl2anc 596 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝐷‘tpos 𝐸) = (𝐷‘𝐸))
3736oveq2d 7467 . 2 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (((𝑍 ∘ 𝑆)‘𝑃) · (𝐷‘tpos 𝐸)) = (((𝑍 ∘ 𝑆)‘𝑃) · (𝐷‘𝐸)))
3821, 23, 373eqtr3d 2806 1 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑃 ∈ 𝐺)) → (𝐷‘𝑀) = (((𝑍 ∘ 𝑆)‘𝑃) · (𝐷‘𝐸)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ∘ ccom 5662  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ∈ cmpo 7453  tpos ctpos 8280  Fincfn 9011  Basecbs 17431  .rcmulr 17473  SymGrpcsymg 19634  pmSgncpsgn 19754  CRingccrg 20511  ℤRHomczrh 21860   Mat cmat 22777   maDet cmdat 22954
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-addf 11318  ax-mulf 11319
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-xor 1542  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-ot 4864  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-tpos 8281  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-sup 9471  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-div 12014  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-xnn0 12720  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-rp 13161  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-exp 14245  df-hash 14516  df-word 14700  df-lsw 14749  df-concat 14757  df-s1 14784  df-substr 14831  df-pfx 14863  df-splice 14941  df-reverse 14950  df-s2 15041  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-prds 17668  df-pws 17670  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-mhm 19028  df-submnd 19029  df-efmnd 19115  df-grp 19197  df-minusg 19198  df-mulg 19328  df-subg 19383  df-ghm 19478  df-gim 19523  df-cntz 19582  df-oppg 19611  df-symg 19635  df-pmtr 19707  df-psgn 19756  df-cmn 20047  df-abl 20048  df-mgp 20412  df-rng 20426  df-ur 20459  df-ring 20512  df-cring 20513  df-oppr 20618  df-dvdsr 20638  df-unit 20639  df-invr 20669  df-dvr 20682  df-rhm 20753  df-subrng 20849  df-subrg 20873  df-drng 21033  df-sra 21499  df-rgmod 21500  df-cnfld 21730  df-zring 21807  df-zrh 21864  df-dsmm 22093  df-frlm 22108  df-mat 22778  df-mdet 22955
This theorem is used by:  mdetpmtr12  34568
  Copyright terms: Public domain W3C validator