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

Theorem mdetralt2 22933
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 2760 . 2 (𝑁 Mat 𝑅) = (𝑁 Mat 𝑅)
3 eqid 2760 . 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 4528 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌) ∈ 𝐾)
129, 11ifcld 4528 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) ∈ 𝐾)
132, 6, 3, 7, 5, 12matbas2d 22747 . 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 2761 . . . . 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 4487 . . . . . . 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 2795 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
23 eqidd 2761 . . . . 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 1946 . . . . . . 7 Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁)
27 nfcsb1v 3871 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑗⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋
2827nfel1 2938 . . . . . . 7 Ⅎ𝑗⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾
2926, 28nfim 1928 . . . . . 6 Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾)
30 eleq1w 2843 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑤 → (𝑗 ∈ 𝑁 ↔ 𝑤 ∈ 𝑁))
3130anbi2d 642 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑤 → ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ↔ (𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁)))
3220eleq1d 2845 . . . . . . 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 2276 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋 ∈ 𝐾)
35 nfv 1946 . . . . 5 Ⅎ𝑖(𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁)
36 nfcv 2922 . . . . 5 Ⅎ𝑗𝐼
37 nfcv 2922 . . . . 5 Ⅎ𝑖𝑤
38 nfcv 2922 . . . . 5 Ⅎ𝑖⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋
3917, 22, 23, 24, 25, 34, 35, 26, 36, 37, 38, 27ovmpodxf 7574 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → (𝐼(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
40 iftrue 4487 . . . . . . . . 9 (𝑖 = 𝐽 → if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌) = 𝑋)
4140ifeq2d 4502 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝐽 → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, 𝑋))
42 ifid 4522 . . . . . . . 8 if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, 𝑋) = 𝑋
4341, 42eqtrdi 2811 . . . . . . 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 2795 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ (𝑖 = 𝐽 ∧ 𝑗 = 𝑤)) → if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
47 eqidd 2761 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) ∧ 𝑖 = 𝐽) → 𝑁 = 𝑁)
4815adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → 𝐽 ∈ 𝑁)
49 nfcv 2922 . . . . 5 Ⅎ𝑗𝐽
5017, 46, 47, 48, 25, 34, 35, 26, 49, 37, 38, 27ovmpodxf 7574 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑤 ∈ 𝑁) → (𝐽(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐼, 𝑋, if(𝑖 = 𝐽, 𝑋, 𝑌)))𝑤) = ⦋𝑤 / 𝑗⦌𝑋)
5139, 50eqtr4d 2798 . . 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 3154 . 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 22932 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ⦋csb 3847  ifcif 4481  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424   ∈ cmpo 7426  Fincfn 8981  Basecbs 17396  0gc0g 17619  CRingccrg 20469   Mat cmat 22731   maDet cmdat 22908
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284  ax-addf 11286  ax-mulf 11287
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-xor 1541  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-ot 4858  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  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 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-of 7697  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-supp 8185  df-tpos 8251  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-1o 8484  df-2o 8485  df-er 8725  df-map 8857  df-pm 8858  df-ixp 8934  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-fin 8985  df-fsupp 9362  df-sup 9441  df-oi 9511  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-div 11981  df-nn 12343  df-2 12412  df-3 12413  df-4 12414  df-5 12415  df-6 12416  df-7 12417  df-8 12418  df-9 12419  df-n0 12614  df-xnn0 12687  df-z 12701  df-dec 12822  df-uz 12973  df-rp 13128  df-fz 13647  df-fzo 13796  df-seq 14152  df-exp 14212  df-hash 14482  df-word 14666  df-lsw 14715  df-concat 14723  df-s1 14750  df-substr 14797  df-pfx 14829  df-splice 14907  df-reverse 14916  df-s2 15007  df-struct 17334  df-sets 17351  df-slot 17369  df-ndx 17381  df-base 17397  df-ress 17418  df-plusg 17450  df-mulr 17451  df-starv 17452  df-sca 17453  df-vsca 17454  df-ip 17455  df-tset 17456  df-ple 17457  df-ds 17459  df-unif 17460  df-hom 17461  df-cco 17462  df-0g 17621  df-gsum 17622  df-prds 17627  df-pws 17629  df-mre 17765  df-mrc 17766  df-acs 17768  df-mgm 18825  df-sgrp 18917  df-mnd 18933  df-mhm 18987  df-submnd 18988  df-efmnd 19074  df-grp 19156  df-minusg 19157  df-mulg 19287  df-subg 19342  df-ghm 19437  df-gim 19482  df-cntz 19540  df-oppg 19569  df-symg 19593  df-pmtr 19665  df-psgn 19714  df-evpm 19715  df-cmn 20005  df-abl 20006  df-mgp 20370  df-rng 20384  df-ur 20417  df-ring 20470  df-cring 20471  df-oppr 20576  df-dvdsr 20596  df-unit 20597  df-invr 20627  df-dvr 20640  df-rhm 20711  df-subrng 20807  df-subrg 20831  df-drng 20991  df-sra 21457  df-rgmod 21458  df-cnfld 21688  df-zring 21762  df-zrh 21818  df-dsmm 22047  df-frlm 22062  df-mat 22732  df-mdet 22909
This theorem is used by:  mdetero  22934  madurid  22968
  Copyright terms: Public domain W3C validator