Theorem monmat2matmon 22851

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 20272	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
2		simpll 766	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ Fin)
3		simplr 768	. . . 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 22767	. . . 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 22823	. . . 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 1371	. . 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 680	. 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 766	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing))
23		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0))
24	23	anim1i 614	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
25		df-3an 1089	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) ↔ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
26	24, 25	sylibr 234	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
27		eqid 2740	. . . . . . . . 9 ⊢ (0g‘𝐴) = (0g‘𝐴)
28	7, 8, 4, 5, 27, 11, 12, 10, 6	monmatcollpw 22806	. . . . . . . 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 583	. . . . . . 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 7463	. . . . . 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 611	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring)))
33	32	anim1d 610	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 → (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0))))
34	33	imdistanri 569	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0))
35		ovif 7548	. . . . . . . 8 ⊢ (if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
36	4	matring 22470	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
37	17	ply1sca 22275	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
38	36, 37	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
39	38	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
40	39	fveq2d 6924	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (0g‘𝐴) = (0g‘(Scalar‘𝑄)))
41	40	oveq1d 7463	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
42	17	ply1lmod 22274	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ LMod)
43	36, 42	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ LMod)
44	43	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑄 ∈ LMod)
45		eqid 2740	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (mulGrp‘𝑄) = (mulGrp‘𝑄)
46		eqid 2740	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
47	45, 46	mgpbas 20167	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Base‘𝑄) = (Base‘(mulGrp‘𝑄))
48	17	ply1ring 22270	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Ring)
49	36, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ Ring)
50	45	ringmgp 20266	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑄 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
51	49, 50	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
52	51	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
53		simpr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
54	16, 17, 46	vr1cl 22240	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
55	36, 54	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
56	55	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
57	47, 15, 52, 53, 56	mulgnn0cld 19135	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄))
58		eqid 2740	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Scalar‘𝑄) = (Scalar‘𝑄)
59		eqid 2740	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘(Scalar‘𝑄)) = (0g‘(Scalar‘𝑄))
60		eqid 2740	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘𝑄) = (0g‘𝑄)
61	46, 58, 14, 59, 60	lmod0vs 20915	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑄 ∈ LMod ∧ (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄)) → ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
62	44, 57, 61	syl2anc 583	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
63	41, 62	eqtrd 2780	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
64	63	ifeq2d 4568	. . . . . . . 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)))
65	35, 64	eqtrid 2792	. . . . . . 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)))
66	34, 65	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)))
67	30, 66	eqtrd 2780	. . . . 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)))
68	67	mpteq2dva 5266	. . . 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))))
69	68	oveq2d 7464	. . 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)))))
70		ringmnd 20270	. . . . . . 7 ⊢ (𝑄 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Mnd)
71	49, 70	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ Mnd)
72	71	adantr 480	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑄 ∈ Mnd)
73		nn0ex 12559	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 ∈ V
74	73	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ℕ0 ∈ V)
75		simprr 772	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝐿 ∈ ℕ0)
76		eqid 2740	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
77	38	fveq2d 6924	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (Base‘𝐴) = (Base‘(Scalar‘𝑄)))
78	5, 77	eqtrid 2792	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑄)))
79	78	eleq2d 2830	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑀 ∈ 𝐾 ↔ 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
80	79	biimpcd 249	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐾 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
81	80	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
82	81	impcom 407	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)))
83	82	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)))
84		eqid 2740	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑄)) = (Base‘(Scalar‘𝑄))
85	46, 58, 14, 84	lmodvscl 20898	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑄 ∈ LMod ∧ 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)) ∧ (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄)) → (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
86	44, 83, 57, 85	syl3anc 1371	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
87	86	ralrimiva 3152	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
88	60, 72, 74, 75, 76, 87	gsummpt1n0 20007	. . . 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)))
89	1, 88	sylanl2 680	. . 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)))
90	69, 89	eqtrd 2780	. 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)))
91		csbov2g 7496	. . . 4 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋)))
92		csbov1g 7495	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋) = (⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 ↑ 𝑋))
93		csbvarg 4457	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 = 𝐿)
94	93	oveq1d 7463	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → (⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 ↑ 𝑋) = (𝐿 ↑ 𝑋))
95	92, 94	eqtrd 2780	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋) = (𝐿 ↑ 𝑋))
96	95	oveq2d 7464	. . . 4 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → (𝑀 ∗ ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
97	91, 96	eqtrd 2780	. . 3 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
98	97	ad2antll 728	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
99	21, 90, 98	3eqtrd 2784	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1537   ∈ wcel 2108  Vcvv 3488  ⦋csb 3921  ifcif 4548   ↦ cmpt 5249  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448  Fincfn 9003  ℕ₀cn0 12553  Basecbs 17258  Scalarcsca 17314   ·_𝑠 cvsca 17315  0_gc0g 17499   Σ_g cgsu 17500  Mndcmnd 18772  ._gcmg 19107  mulGrpcmgp 20161  Ringcrg 20260  CRingccrg 20261  LModclmod 20880  var₁cv1 22198  Poly₁cpl1 22199   Mat cmat 22432   matToPolyMat cmat2pmat 22731   decompPMat cdecpmat 22789   pMatToMatPoly cpm2mp 22819

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-tp 4653  df-op 4655  df-ot 4657  df-uni 4932  df-int 4971  df-iun 5017  df-iin 5018  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-se 5653  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-isom 6582  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-ofr 7715  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-supp 8202  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-2o 8523  df-er 8763  df-map 8886  df-pm 8887  df-ixp 8956  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fsupp 9432  df-sup 9511  df-oi 9579  df-card 10008  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-fz 13568  df-fzo 13712  df-seq 14053  df-hash 14380  df-struct 17194  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-ress 17288  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17501  df-gsum 17502  df-prds 17507  df-pws 17509  df-mre 17644  df-mrc 17645  df-acs 17647  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-mhm 18818  df-submnd 18819  df-grp 18976  df-minusg 18977  df-sbg 18978  df-mulg 19108  df-subg 19163  df-ghm 19253  df-cntz 19357  df-cmn 19824  df-abl 19825  df-mgp 20162  df-rng 20180  df-ur 20209  df-ring 20262  df-cring 20263  df-subrng 20572  df-subrg 20597  df-lmod 20882  df-lss 20953  df-sra 21195  df-rgmod 21196  df-dsmm 21775  df-frlm 21790  df-assa 21896  df-ascl 21898  df-psr 21952  df-mvr 21953  df-mpl 21954  df-opsr 21956  df-psr1 22202  df-vr1 22203  df-ply1 22204  df-coe1 22205  df-mamu 22416  df-mat 22433  df-mat2pmat 22734  df-decpmat 22790  df-pm2mp 22820

This theorem is referenced by:  pm2mp  22852