Theorem mp2pm2mplem5 22725

Description: Lemma 5 for mp2pm2mp 22726. (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 12503	. . 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 22358	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
5		mp2pm2mp.q	. . . . 5 ⊢ 𝑄 = (Poly1‘𝐴)
6	5	ply1lmod 22174	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ LMod)
7	4, 6	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑄 ∈ LMod)
8	7	3adant3 1129	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → 𝑄 ∈ LMod)
9	4	3adant3 1129	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → 𝐴 ∈ Ring)
10	5	ply1sca 22175	. . 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 1189	. . 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 2725	. . . . 5 ⊢ (𝑁 Mat 𝑃) = (𝑁 Mat 𝑃)
20		eqid 2725	. . . . 5 ⊢ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)) = (Base‘(𝑁 Mat 𝑃))
21	3, 5, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20	mply1topmatcl 22720	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝐼‘𝑂) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)))
22	21	adantr 479	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐼‘𝑂) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)))
23		simpr 483	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
24		eqid 2725	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
25	14, 19, 20, 3, 24	decpmatcl 22682	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐼‘𝑂) ∈ (Base‘(𝑁 Mat 𝑃)) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∈ (Base‘𝐴))
26	13, 22, 23, 25	syl3anc 1368	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∈ (Base‘𝐴))
27		mp2pm2mplem5.x	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝐴)
28		eqid 2725	. . . 4 ⊢ (mulGrp‘𝑄) = (mulGrp‘𝑄)
29		mp2pm2mplem5.e	. . . 4 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
30	5, 27, 28, 29, 12	ply1moncl 22194	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Ring ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐿)
31	9, 30	sylan 578	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐿)
32		eqid 2725	. 2 ⊢ (0g‘𝑄) = (0g‘𝑄)
33		eqid 2725	. 2 ⊢ (0g‘𝐴) = (0g‘𝐴)
34		mp2pm2mplem5.m	. 2 ⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝑄)
35		fveq2 6890	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → ((coe1‘𝑝)‘𝑘) = ((coe1‘𝑝)‘𝑙))
36	35	oveqd 7430	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) = (𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗))
37		oveq1 7420	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → (𝑘𝐸𝑌) = (𝑙𝐸𝑌))
38	36, 37	oveq12d 7431	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝑙 → ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌)) = ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌)))
39	38	cbvmptv 5257	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑘)𝑗) · (𝑘𝐸𝑌))) = (𝑙 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑖((coe1‘𝑝)‘𝑙)𝑗) · (𝑙𝐸𝑌)))
40	39	oveq2i 7424	. . . . . . . . 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 7492	. . . . . . 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 5249	. . . . . 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 2753	. . . . 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 22724	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) = ((coe1‘𝑂)‘𝑘))
46	45	mpteq2dva 5244	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘)) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((coe1‘𝑂)‘𝑘)))
47	5, 12, 33	mptcoe1fsupp 22138	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((coe1‘𝑂)‘𝑘)) finSupp (0g‘𝐴))
48	4, 47	stoic3 1770	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((coe1‘𝑂)‘𝑘)) finSupp (0g‘𝐴))
49	46, 48	eqbrtrd 5166	. 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 20809	1 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑂 ∈ 𝐿) → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (((𝐼‘𝑂) decompPMat 𝑘) ∗ (𝑘 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑄))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  Vcvv 3463   class class class wbr 5144   ↦ cmpt 5227  ‘cfv 6543  (class class class)co 7413   ∈ cmpo 7415  Fincfn 8957   finSupp cfsupp 9380  ℕ₀cn0 12497  Basecbs 17174  Scalarcsca 17230   ·_𝑠 cvsca 17231  0_gc0g 17415   Σ_g cgsu 17416  ._gcmg 19022  mulGrpcmgp 20073  Ringcrg 20172  LModclmod 20742  var₁cv1 22098  Poly₁cpl1 22099  coe₁cco1 22100   Mat cmat 22320   decompPMat cdecpmat 22677

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5281  ax-sep 5295  ax-nul 5302  ax-pow 5360  ax-pr 5424  ax-un 7735  ax-cnex 11189  ax-resscn 11190  ax-1cn 11191  ax-icn 11192  ax-addcl 11193  ax-addrcl 11194  ax-mulcl 11195  ax-mulrcl 11196  ax-mulcom 11197  ax-addass 11198  ax-mulass 11199  ax-distr 11200  ax-i2m1 11201  ax-1ne0 11202  ax-1rid 11203  ax-rnegex 11204  ax-rrecex 11205  ax-cnre 11206  ax-pre-lttri 11207  ax-pre-lttrn 11208  ax-pre-ltadd 11209  ax-pre-mulgt0 11210

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3961  df-nul 4320  df-if 4526  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-tp 4630  df-op 4632  df-ot 4634  df-uni 4905  df-int 4946  df-iun 4994  df-iin 4995  df-br 5145  df-opab 5207  df-mpt 5228  df-tr 5262  df-id 5571  df-eprel 5577  df-po 5585  df-so 5586  df-fr 5628  df-se 5629  df-we 5630  df-xp 5679  df-rel 5680  df-cnv 5681  df-co 5682  df-dm 5683  df-rn 5684  df-res 5685  df-ima 5686  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  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 7369  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7679  df-ofr 7680  df-om 7866  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-map 8840  df-pm 8841  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9381  df-sup 9460  df-oi 9528  df-card 9957  df-pnf 11275  df-mnf 11276  df-xr 11277  df-ltxr 11278  df-le 11279  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12238  df-2 12300  df-3 12301  df-4 12302  df-5 12303  df-6 12304  df-7 12305  df-8 12306  df-9 12307  df-n0 12498  df-z 12584  df-dec 12703  df-uz 12848  df-fz 13512  df-fzo 13655  df-seq 13994  df-hash 14317  df-struct 17110  df-sets 17127  df-slot 17145  df-ndx 17157  df-base 17175  df-ress 17204  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-ip 17245  df-tset 17246  df-ple 17247  df-ds 17249  df-hom 17251  df-cco 17252  df-0g 17417  df-gsum 17418  df-prds 17423  df-pws 17425  df-mre 17560  df-mrc 17561  df-acs 17563  df-mgm 18594  df-sgrp 18673  df-mnd 18689  df-mhm 18734  df-submnd 18735  df-grp 18892  df-minusg 18893  df-sbg 18894  df-mulg 19023  df-subg 19077  df-ghm 19167  df-cntz 19267  df-cmn 19736  df-abl 19737  df-mgp 20074  df-rng 20092  df-ur 20121  df-ring 20174  df-subrng 20482  df-subrg 20507  df-lmod 20744  df-lss 20815  df-sra 21057  df-rgmod 21058  df-dsmm 21665  df-frlm 21680  df-psr 21841  df-mvr 21842  df-mpl 21843  df-opsr 21845  df-psr1 22102  df-vr1 22103  df-ply1 22104  df-coe1 22105  df-mamu 22304  df-mat 22321  df-decpmat 22678

This theorem is referenced by:  mp2pm2mp  22726