Theorem monmat2matmon 22173

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 19976	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
2		simpll 765	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑁 ∈ Fin)
3		simplr 767	. . . 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 22089	. . . 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 22145	. . . 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 679	. 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 765	. . . . . . . 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 1089	. . . . . . . . 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 2736	. . . . . . . . 9 ⊢ (0g‘𝐴) = (0g‘𝐴)
28	7, 8, 4, 5, 27, 11, 12, 10, 6	monmatcollpw 22128	. . . . . . . 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 7372	. . . . . 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 7454	. . . . . . . 8 ⊢ (if(𝑘 = 𝐿, 𝑀, (0g‘𝐴)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
36	4	matring 21792	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
37	17	ply1sca 21624	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
38	36, 37	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
39	38	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
40	39	fveq2d 6846	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (0g‘𝐴) = (0g‘(Scalar‘𝑄)))
41	40	oveq1d 7372	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)))
42	17	ply1lmod 21623	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ LMod)
43	36, 42	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ LMod)
44	43	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑄 ∈ LMod)
45		eqid 2736	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (mulGrp‘𝑄) = (mulGrp‘𝑄)
46		eqid 2736	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
47	45, 46	mgpbas 19902	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Base‘𝑄) = (Base‘(mulGrp‘𝑄))
48	17	ply1ring 21619	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Ring)
49	36, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ Ring)
50	45	ringmgp 19970	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑄 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
51	49, 50	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
52	51	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑄) ∈ Mnd)
53		simpr 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
54	16, 17, 46	vr1cl 21588	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
55	36, 54	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
56	55	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑄))
57	47, 15, 52, 53, 56	mulgnn0cld 18897	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄))
58		eqid 2736	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Scalar‘𝑄) = (Scalar‘𝑄)
59		eqid 2736	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘(Scalar‘𝑄)) = (0g‘(Scalar‘𝑄))
60		eqid 2736	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘𝑄) = (0g‘𝑄)
61	46, 58, 14, 59, 60	lmod0vs 20355	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑄 ∈ LMod ∧ (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑄)) → ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
62	44, 57, 61	syl2anc 584	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘(Scalar‘𝑄)) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
63	41, 62	eqtrd 2776	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝐴) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑄))
64	63	ifeq2d 4506	. . . . . . . 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 2788	. . . . . . 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 2776	. . . . 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 5205	. . . 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 7373	. . 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 19974	. . . . . . 7 ⊢ (𝑄 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Mnd)
71	49, 70	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ Mnd)
72	71	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑄 ∈ Mnd)
73		nn0ex 12419	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 ∈ V
74	73	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ℕ0 ∈ V)
75		simprr 771	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝐿 ∈ ℕ0)
76		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 = 𝐿, (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)), (0g‘𝑄)))
77	38	fveq2d 6846	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (Base‘𝐴) = (Base‘(Scalar‘𝑄)))
78	5, 77	eqtrid 2788	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑄)))
79	78	eleq2d 2823	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑀 ∈ 𝐾 ↔ 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
80	79	biimpcd 248	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐾 → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
81	80	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄))))
82	81	impcom 408	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)))
83	82	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑄)))
84		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑄)) = (Base‘(Scalar‘𝑄))
85	46, 58, 14, 84	lmodvscl 20339	. . . . . . 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 3143	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ (Base‘𝑄))
88	60, 72, 74, 75, 76, 87	gsummpt1n0 19742	. . . 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 679	. . 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 2776	. 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 7403	. . . 4 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋)))
92		csbov1g 7402	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋) = (⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 ↑ 𝑋))
93		csbvarg 4391	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 = 𝐿)
94	93	oveq1d 7372	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → (⦋𝐿 / 𝑘⦌𝑘 ↑ 𝑋) = (𝐿 ↑ 𝑋))
95	92, 94	eqtrd 2776	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋) = (𝐿 ↑ 𝑋))
96	95	oveq2d 7373	. . . 4 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → (𝑀 ∗ ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
97	91, 96	eqtrd 2776	. . 3 ⊢ (𝐿 ∈ ℕ0 → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
98	97	ad2antll 727	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ⦋𝐿 / 𝑘⦌(𝑀 ∗ (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))
99	21, 90, 98	3eqtrd 2780	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ 𝐾 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝐿𝐸𝑌) · (𝑇‘𝑀))) = (𝑀 ∗ (𝐿 ↑ 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  Vcvv 3445  ⦋csb 3855  ifcif 4486   ↦ cmpt 5188  ‘cfv 6496  (class class class)co 7357  Fincfn 8883  ℕ₀cn0 12413  Basecbs 17083  Scalarcsca 17136   ·_𝑠 cvsca 17137  0_gc0g 17321   Σ_g cgsu 17322  Mndcmnd 18556  ._gcmg 18872  mulGrpcmgp 19896  Ringcrg 19964  CRingccrg 19965  LModclmod 20322  var₁cv1 21547  Poly₁cpl1 21548   Mat cmat 21754   matToPolyMat cmat2pmat 22053   decompPMat cdecpmat 22111   pMatToMatPoly cpm2mp 22141

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-ot 4595  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-ofr 7618  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-sup 9378  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-seq 13907  df-hash 14231  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-hom 17157  df-cco 17158  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-prds 17329  df-pws 17331  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-mhm 18601  df-submnd 18602  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-sbg 18753  df-mulg 18873  df-subg 18925  df-ghm 19006  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-abl 19565  df-mgp 19897  df-ur 19914  df-ring 19966  df-cring 19967  df-subrg 20220  df-lmod 20324  df-lss 20393  df-sra 20633  df-rgmod 20634  df-dsmm 21138  df-frlm 21153  df-assa 21259  df-ascl 21261  df-psr 21311  df-mvr 21312  df-mpl 21313  df-opsr 21315  df-psr1 21551  df-vr1 21552  df-ply1 21553  df-coe1 21554  df-mamu 21733  df-mat 21755  df-mat2pmat 22056  df-decpmat 22112  df-pm2mp 22142

This theorem is referenced by:  pm2mp  22174