Theorem monmat2matmon 21973

Description: The transformation of a polynomial matrix having scaled monomials with the same power as entries into a scaled monomial as a polynomial over matrices. (Contributed by AV, 11-Nov-2019.) (Revised by AV, 7-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
monmat2matmon.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
monmat2matmon.c	⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
monmat2matmon.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
monmat2matmon.m1	⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝑄)
monmat2matmon.e1	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
monmat2matmon.x	⊢ 𝑋 = (var1‘𝐴)
monmat2matmon.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
monmat2matmon.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐴)
monmat2matmon.q	⊢ 𝑄 = (Poly1‘𝐴)
monmat2matmon.i	⊢ 𝐼 = (𝑁 pMatToMatPoly 𝑅)
monmat2matmon.e2	⊢ 𝐸 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
monmat2matmon.y	⊢ 𝑌 = (var1‘𝑅)
monmat2matmon.m2	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐶)
monmat2matmon.t	⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)

Assertion

Ref	Expression
monmat2matmon	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))

Proof of Theorem monmat2matmon

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		crngring 19795	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
2		simpll 764	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ Fin)
3		simplr 766	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑅 ∈ Ring)
4		monmat2matmon.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
5		monmat2matmon.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐴)
6		monmat2matmon.t	. . . . 5 ⊢ 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
7		monmat2matmon.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
8		monmat2matmon.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
9		monmat2matmon.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
10		monmat2matmon.m2	. . . . 5 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝐶)
11		monmat2matmon.e2	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
12		monmat2matmon.y	. . . . 5 ⊢ 𝑌 = (var1‘𝑅)
13	4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12	mat2pmatscmxcl 21889	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) ∈ 𝐵)
14		monmat2matmon.m1	. . . . 5 ⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝑄)
15		monmat2matmon.e1	. . . . 5 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
16		monmat2matmon.x	. . . . 5 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝐴)
17		monmat2matmon.q	. . . . 5 ⊢ 𝑄 = (Poly1‘𝐴)
18		monmat2matmon.i	. . . . 5 ⊢ 𝐼 = (𝑁 pMatToMatPoly 𝑅)
19	7, 8, 9, 14, 15, 16, 4, 17, 18	pm2mpfval 21945	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ ((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) ∈ 𝐵) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))))
20	2, 3, 13, 19	syl3anc 1370	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))))
21	1, 20	sylanl2 678	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))))
22		simpll 764	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing))
23		simpr 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0))
24	23	anim1i 615	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
25		df-3an 1088	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ↔ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
26	24, 25	sylibr 233	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
27		eqid 2738	. . . . . . . . 9 ⊢ (0g‘𝐴) = (0g‘𝐴)
28	7, 8, 4, 5, 27, 11, 12, 10, 6	monmatcollpw 21928	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0)) → (((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) = if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)))
29	22, 26, 28	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) = if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)))
30	29	oveq1d 7290	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
31	1	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring))
32	31	anim2d 612	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring)))
33	32	anim1d 611	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0))))
34	33	imdistanri 570	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
35		ovif 7372	. . . . . . . 8 ⊢ (if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
36	4	matring 21592	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
37	17	ply1sca 21424	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
38	36, 37	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
39	38	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
40	39	fveq2d 6778	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (0g‘𝐴) = (0g‘(Scalar‘𝑄)))
41	40	oveq1d 7290	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
42	17	ply1lmod 21423	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ LMod)
43	36, 42	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ LMod)
44	43	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑄 ∈ LMod)
45	17	ply1ring 21419	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Ring)
46	36, 45	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ Ring)
47		eqid 2738	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (mulGrp‘𝑄) = (mulGrp‘𝑄)
48	47	ringmgp 19789	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑄 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
49	46, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
50	49	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
51		simpr 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
52		eqid 2738	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
53	16, 17, 52	vr1cl 21388	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
54	36, 53	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
55	54	ad2antrr 723	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
56	47, 52	mgpbas 19726	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Base‘𝑄) = (Base‘(mulGrp‘𝑄))
57	56, 15	mulgnn0cl 18720	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝑄)) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄))
58	50, 51, 55, 57	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄))
59		eqid 2738	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Scalar‘𝑄) = (Scalar‘𝑄)
60		eqid 2738	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘(Scalar‘𝑄)) = (0g‘(Scalar‘𝑄))
61		eqid 2738	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘𝑄) = (0g‘𝑄)
62	52, 59, 14, 60, 61	lmod0vs 20156	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑄 ∈ LMod ∧ (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄)) → ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
63	44, 58, 62	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
64	41, 63	eqtrd 2778	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
65	64	ifeq2d 4479	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋))) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
66	35, 65	eqtrid 2790	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
67	34, 66	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
68	30, 67	eqtrd 2778	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
69	68	mpteq2dva 5174	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄))))
70	69	oveq2d 7291	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))) = (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))))
71		ringmnd 19793	. . . . . . 7 ⊢ (𝑄 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Mnd)
72	46, 71	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ Mnd)
73	72	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑄 ∈ Mnd)
74		nn0ex 12239	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 ∈ V
75	74	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ℕ0 ∈ V)
76		simprr 770	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝐿 ∈ ℕ0)
77		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
78	38	fveq2d 6778	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (Base‘𝐴) = (Base‘(Scalar‘𝑄)))
79	5, 78	eqtrid 2790	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑄)))
80	79	eleq2d 2824	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑀 ∈ 𝐾 ↔ 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
81	80	biimpcd 248	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐾 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
82	81	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
83	82	impcom 408	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)))
84	83	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)))
85		eqid 2738	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑄)) = (Base‘(Scalar‘𝑄))
86	52, 59, 14, 85	lmodvscl 20140	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑄 ∈ LMod ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)) ∧ (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄)) → (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
87	44, 84, 58, 86	syl3anc 1370	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
88	87	ralrimiva 3103	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
89	61, 73, 75, 76, 77, 88	gsummpt1n0 19566	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))) = ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
90	1, 89	sylanl2 678	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))) = ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
91	70, 90	eqtrd 2778	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑄 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀)) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
92		csbov2g 7321	. . . 4 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋)))
93		csbov1g 7320	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋) = (⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 ↑ 𝑋))
94		csbvarg 4365	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 = 𝐿)
95	94	oveq1d 7290	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → (⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 ↑ 𝑋) = (𝐿 ↑ 𝑋))
96	93, 95	eqtrd 2778	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋) = (𝐿 ↑ 𝑋))
97	96	oveq2d 7291	. . . 4 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → (𝑀 ∗ ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
98	92, 97	eqtrd 2778	. . 3 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
99	98	ad2antll 726	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
100	21, 91, 99	3eqtrd 2782	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  Vcvv 3432  ⦋csb 3832  ifcif 4459   ↦ cmpt 5157  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  Fincfn 8733  ℕ₀cn0 12233  Basecbs 16912  Scalarcsca 16965   ·_𝑠 cvsca 16966  0_gc0g 17150   Σ_g cgsu 17151  Mndcmnd 18385  ._gcmg 18700  mulGrpcmgp 19720  Ringcrg 19783  CRingccrg 19784  LModclmod 20123  var₁cv1 21347  Poly₁cpl1 21348   Mat cmat 21554   matToPolyMat cmat2pmat 21853   decompPMat cdecpmat 21911   pMatToMatPoly cpm2mp 21941

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-ot 4570  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-ofr 7534  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-pm 8618  df-ixp 8686  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-sup 9201  df-oi 9269  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-seq 13722  df-hash 14045  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-hom 16986  df-cco 16987  df-0g 17152  df-gsum 17153  df-prds 17158  df-pws 17160  df-mre 17295  df-mrc 17296  df-acs 17298  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-mhm 18430  df-submnd 18431  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-sbg 18582  df-mulg 18701  df-subg 18752  df-ghm 18832  df-cntz 18923  df-cmn 19388  df-abl 19389  df-mgp 19721  df-ur 19738  df-ring 19785  df-cring 19786  df-subrg 20022  df-lmod 20125  df-lss 20194  df-sra 20434  df-rgmod 20435  df-dsmm 20939  df-frlm 20954  df-assa 21060  df-ascl 21062  df-psr 21112  df-mvr 21113  df-mpl 21114  df-opsr 21116  df-psr1 21351  df-vr1 21352  df-ply1 21353  df-coe1 21354  df-mamu 21533  df-mat 21555  df-mat2pmat 21856  df-decpmat 21912  df-pm2mp 21942

This theorem is referenced by:  pm2mp  21974