Theorem mp2pm2mplem5 22303

Description: Lemma 5 for mp2pm2mp 22304. (Contributed by AV, 12-Oct-2019.) (Revised by AV, 5-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mp2pm2mp.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mp2pm2mp.q	⊢ 𝑄 = (Poly1‘𝐴)
mp2pm2mp.l	⊢ 𝐿 = (Base‘𝑄)
mp2pm2mp.m	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑃)
mp2pm2mp.e	⊢ 𝐸 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
mp2pm2mp.y	⊢ 𝑌 = (var1‘𝑅)
mp2pm2mp.i	⊢ 𝐼 = (𝑝 ∈ 𝐿 ↦ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌))))))
mp2pm2mplem2.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
mp2pm2mplem5.m	⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝑄)
mp2pm2mplem5.e	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
mp2pm2mplem5.x	⊢ 𝑋 = (var1‘𝐴)

Assertion

Ref	Expression
mp2pm2mplem5	⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑄))

Distinct variable groups:   𝐸,𝑝   𝐿,𝑝   𝑖,𝑁,𝑗,𝑝   𝑖,𝑂,𝑗,𝑝,𝑘   𝑃,𝑝   𝑅,𝑝   𝑌,𝑝   · ,𝑝   𝑘,𝐿   𝑃,𝑖,𝑗,𝑘   𝑅,𝑘   · ,𝑘   𝑖,𝐸,𝑗   𝑖,𝐿,𝑗   𝑘,𝑁   𝑅,𝑖,𝑗   𝑖,𝑌,𝑗   · ,𝑖,𝑗   𝐴,𝑖,𝑗,𝑘   𝑘,𝐸   𝑘,𝑌   ∗ ,𝑘

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑝)   𝑄(𝑖,𝑗,𝑘,𝑝)   ↑ (𝑖,𝑗,𝑘,𝑝)   𝐼(𝑖,𝑗,𝑘,𝑝)   ∗ (𝑖,𝑗,𝑝)   𝑋(𝑖,𝑗,𝑘,𝑝)

Proof of Theorem mp2pm2mplem5

Dummy variable 𝑙 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nn0ex 12474	. . 3 ⊢ ℕ0 ∈ V
2	1	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → ℕ0 ∈ V)
3		mp2pm2mp.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4	3	matring 21936	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
5		mp2pm2mp.q	. . . . 5 ⊢ 𝑄 = (Poly1‘𝐴)
6	5	ply1lmod 21765	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ LMod)
7	4, 6	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ LMod)
8	7	3adant3 1132	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → 𝑄 ∈ LMod)
9	4	3adant3 1132	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → 𝐴 ∈ Ring)
10	5	ply1sca 21766	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
11	9, 10	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → 𝐴 = (Scalar‘𝑄))
12		mp2pm2mp.l	. 2 ⊢ 𝐿 = (Base‘𝑄)
13		simpl2 1192	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
14		mp2pm2mplem2.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
15		mp2pm2mp.m	. . . . 5 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑃)
16		mp2pm2mp.e	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
17		mp2pm2mp.y	. . . . 5 ⊢ 𝑌 = (var1‘𝑅)
18		mp2pm2mp.i	. . . . 5 ⊢ 𝐼 = (𝑝 ∈ 𝐿 ↦ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌))))))
19		eqid 2732	. . . . 5 ⊢ (𝑁 Mat 𝑃) = (𝑁 Mat 𝑃)
20		eqid 2732	. . . . 5 ⊢ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)) = (Base‘(𝑁 Mat 𝑃))
21	3, 5, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20	mply1topmatcl 22298	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝐼‘𝑂) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)))
22	21	adantr 481	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐼‘𝑂) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)))
23		simpr 485	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
24		eqid 2732	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
25	14, 19, 20, 3, 24	decpmatcl 22260	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐼‘𝑂) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∈ (Base‘𝐴))
26	13, 22, 23, 25	syl3anc 1371	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∈ (Base‘𝐴))
27		mp2pm2mplem5.x	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝐴)
28		eqid 2732	. . . 4 ⊢ (mulGrp‘𝑄) = (mulGrp‘𝑄)
29		mp2pm2mplem5.e	. . . 4 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
30	5, 27, 28, 29, 12	ply1moncl 21784	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Ring ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐿)
31	9, 30	sylan 580	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐿)
32		eqid 2732	. 2 ⊢ (0g‘𝑄) = (0g‘𝑄)
33		eqid 2732	. 2 ⊢ (0g‘𝐴) = (0g‘𝐴)
34		mp2pm2mplem5.m	. 2 ⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝑄)
35		fveq2 6888	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → ((coe1‘𝑝)‘𝑘) = ((coe1‘𝑝)‘𝑙))
36	35	oveqd 7422	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) = (𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗))
37		oveq1 7412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑘𝐸𝑌) = (𝑙𝐸𝑌))
38	36, 37	oveq12d 7423	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌)) = ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌)))
39	38	cbvmptv 5260	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌))) = (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌)))
40	39	oveq2i 7416	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌)))) = (𝑃 Σg (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌))))
41	40	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌)))) = (𝑃 Σg (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌)))))
42	41	mpoeq3ia 7483	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌))))) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌)))))
43	42	mpteq2i 5252	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ 𝐿 ↦ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌)))))) = (𝑝 ∈ 𝐿 ↦ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌))))))
44	18, 43	eqtri 2760	. . . . 5 ⊢ 𝐼 = (𝑝 ∈ 𝐿 ↦ (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (𝑃 Σg (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌))))))
45	3, 5, 12, 15, 16, 17, 44, 14	mp2pm2mplem4 22302	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) = ((coe1‘𝑂)‘𝑘))
46	45	mpteq2dva 5247	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((coe1‘𝑂)‘𝑘)))
47	5, 12, 33	mptcoe1fsupp 21730	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((coe1‘𝑂)‘𝑘)) finSupp (0g‘𝐴))
48	4, 47	stoic3 1778	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((coe1‘𝑂)‘𝑘)) finSupp (0g‘𝐴))
49	46, 48	eqbrtrd 5169	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘)) finSupp (0g‘𝐴))
50	2, 8, 11, 12, 26, 31, 32, 33, 34, 49	mptscmfsupp0 20529	1 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑄))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  Vcvv 3474   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405   ∈ cmpo 7407  Fincfn 8935   finSupp cfsupp 9357  ℕ₀cn0 12468  Basecbs 17140  Scalarcsca 17196   ·_𝑠 cvsca 17197  0_gc0g 17381   Σ_g cgsu 17382  ._gcmg 18944  mulGrpcmgp 19981  Ringcrg 20049  LModclmod 20463  var₁cv1 21691  Poly₁cpl1 21692  coe₁cco1 21693   Mat cmat 21898   decompPMat cdecpmat 22255

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 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183

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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-ot 4636  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-ofr 7667  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-sup 9433  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-hash 14287  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-hom 17217  df-cco 17218  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-prds 17389  df-pws 17391  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-submnd 18668  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-mulg 18945  df-subg 18997  df-ghm 19084  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-abl 19645  df-mgp 19982  df-ur 19999  df-ring 20051  df-subrg 20353  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-sra 20777  df-rgmod 20778  df-dsmm 21278  df-frlm 21293  df-psr 21453  df-mvr 21454  df-mpl 21455  df-opsr 21457  df-psr1 21695  df-vr1 21696  df-ply1 21697  df-coe1 21698  df-mamu 21877  df-mat 21899  df-decpmat 22256

This theorem is referenced by:  mp2pm2mp  22304