MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mdetralt2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mdetralt2 22924
Description: The determinant function is alternating regarding rows (matrix is given explicitly by its entries). (Contributed by SO, 16-Jul-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
mdetralt2.d 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
mdetralt2.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
mdetralt2.z 0 = (0g‘𝑅)
mdetralt2.r (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
mdetralt2.n (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
mdetralt2.x ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ 𝐾)
mdetralt2.y ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ 𝐾)
mdetralt2.i (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑁)
mdetralt2.j (𝜑 → 𝐽 ∈ 𝑁)
mdetralt2.ij (𝜑 → 𝐼 ≠ 𝐽)
Assertion
Ref Expression
mdetralt2 (𝜑 → (𝐷‘(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))) = 0 )
Distinct variable groups:   𝜑,𝑖,𝑗   𝑖,𝐾,𝑗   𝑖,𝑁,𝑗   𝑖,𝐼,𝑗   𝑖,𝐽,𝑗   𝑖,𝑋
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑖, 𝑗)   𝑅(𝑖, 𝑗)   𝑋(𝑗)   𝑌(𝑖, 𝑗)   0 (𝑖, 𝑗)

Proof of Theorem mdetralt2
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mdetralt2.d . 2 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
2 eqid 2761 . 2 (𝑁 Mat 𝑅) = (𝑁 Mat 𝑅)
3 eqid 2761 . 2 (Base‘(𝑁 Mat 𝑅)) = (Base‘(𝑁 Mat 𝑅))
4 mdetralt2.z . 2 0 = (0g‘𝑅)
5 mdetralt2.r . 2 (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
6 mdetralt2.k . . 3 𝐾 = (Base‘𝑅)
7 mdetralt2.n . . 3 (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
8 mdetralt2.x . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ 𝐾)
983adant2 1149 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ 𝐾)
10 mdetralt2.y . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ 𝐾)
119, 10ifcld 4529 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌) ∈ 𝐾)
129, 11ifcld 4529 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) ∈ 𝐾)
132, 6, 3, 7, 5, 12matbas2d 22738 . 2 (𝜑 → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌))) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑅)))
14 mdetralt2.i . 2 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑁)
15 mdetralt2.j . 2 (𝜑 → 𝐽 ∈ 𝑁)
16 mdetralt2.ij . 2 (𝜑 → 𝐼 ≠ 𝐽)
17 eqidd 2762 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌))))
18 iftrue 4488 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝐼 → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = 𝑋)
1918ad2antrl 741 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = 𝑋)
20 csbeq1a 3861 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑤 → 𝑋 = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
2120ad2antll 742 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → 𝑋 = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
2219, 21eqtrd 2796 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
23 eqidd 2762 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ 𝑖 = 𝐼) → 𝑁 = 𝑁)
2414adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → 𝐼 ∈ 𝑁)
25 simpr 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → 𝑤 ∈ 𝑁)
26 nfv 1947 . . . . . . 7 Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁)
27 nfcsb1v 3871 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑗⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋
2827nfel1 2939 . . . . . . 7 Ⅎ𝑗⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾
2926, 28nfim 1929 . . . . . 6 Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾)
30 eleq1w 2844 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑤 → (𝑗 ∈ 𝑁 ↔ 𝑤 ∈ 𝑁))
3130anbi2d 642 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑤 → ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ↔ (𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁)))
3220eleq1d 2846 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑤 → (𝑋 ∈ 𝐾 ↔ ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾))
3331, 32imbi12d 347 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑤 → (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ 𝐾) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾)))
3429, 33, 8chvarfv 2277 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾)
35 nfv 1947 . . . . 5 Ⅎ𝑖(𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁)
36 nfcv 2923 . . . . 5 Ⅎ𝑗𝐼
37 nfcv 2923 . . . . 5 Ⅎ𝑖𝑤
38 nfcv 2923 . . . . 5 Ⅎ𝑖⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋
3917, 22, 23, 24, 25, 34, 35, 26, 36, 37, 38, 27ovmpodxf 7570 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → (𝐼(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
40 iftrue 4488 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝐽 → if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌) = 𝑋)
4140ifeq2d 4503 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝐽 → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, 𝑋))
42 ifid 4523 . . . . . . . 8 if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, 𝑋) = 𝑋
4341, 42eqtrdi 2812 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝐽 → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = 𝑋)
4443ad2antrl 741 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐽 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = 𝑋)
4520ad2antll 742 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐽 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → 𝑋 = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
4644, 45eqtrd 2796 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐽 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
47 eqidd 2762 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ 𝑖 = 𝐽) → 𝑁 = 𝑁)
4815adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → 𝐽 ∈ 𝑁)
49 nfcv 2923 . . . . 5 Ⅎ𝑗𝐽
5017, 46, 47, 48, 25, 34, 35, 26, 49, 37, 38, 27ovmpodxf 7570 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → (𝐽(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
5139, 50eqtr4d 2799 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → (𝐼(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤) = (𝐽(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤))
5251ralrimiva 3155 . 2 (𝜑 → ∀𝑤 ∈ 𝑁 (𝐼(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤) = (𝐽(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤))
531, 2, 3, 4, 5, 13, 14, 15, 16, 52mdetralt 22923 1 (𝜑 → (𝐷‘(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))) = 0 )
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ⦋csb 3847  ifcif 4482  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422  Fincfn 8973  Basecbs 17387  0gc0g 17610  CRingccrg 20460   Mat cmat 22722   maDet cmdat 22899
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-addf 11279  ax-mulf 11280
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-ot 4593  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-tpos 8243  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-xnn0 12680  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-exp 14205  df-hash 14475  df-word 14659  df-lsw 14708  df-concat 14716  df-s1 14743  df-substr 14789  df-pfx 14821  df-splice 14899  df-reverse 14908  df-s2 14999  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-efmnd 19065  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-ghm 19428  df-gim 19473  df-cntz 19531  df-oppg 19560  df-symg 19584  df-pmtr 19656  df-psgn 19705  df-evpm 19706  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-dvr 20631  df-rhm 20702  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-drng 20982  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-cnfld 21679  df-zring 21753  df-zrh 21809  df-dsmm 22038  df-frlm 22053  df-mat 22723  df-mdet 22900
This theorem is used by:  mdetero  22925  madurid  22959
  Copyright terms: Public domain W3C validator