MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mulmarep1gsum1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mulmarep1gsum1 22801
Description: The sum of element by element multiplications of a matrix with an identity matrix with a column replaced by a vector. (Contributed by AV, 16-Feb-2019.) (Revised by AV, 26-Feb-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
marepvcl.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
marepvcl.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
marepvcl.v 𝑉 = ((Base‘𝑅) ↑m 𝑁)
ma1repvcl.1 1 = (1r𝐴)
mulmarep1el.0 0 = (0g𝑅)
mulmarep1el.e 𝐸 = (( 1 (𝑁 matRepV 𝑅)𝐶)‘𝐾)
Assertion
Ref Expression
mulmarep1gsum1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)))) = (𝐼𝑋𝐽))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑙   𝐶,𝑙   𝐼,𝑙   𝐽,𝑙   𝐾,𝑙   𝑁,𝑙   𝑅,𝑙   𝑉,𝑙   𝑋,𝑙   0 ,𝑙
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑙)   1 (𝑙)   𝐸(𝑙)

Proof of Theorem mulmarep1gsum1
StepHypRef Expression
1 simp1 1154 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑅 ∈ Ring)
21adantr 486 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
3 simp2 1155 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁))
43adantr 486 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁))
5 simp1 1154 . . . . . . 7 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾) → 𝐼𝑁)
653ad2ant3 1153 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝐼𝑁)
76adantr 486 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝐼𝑁)
8 simp2 1155 . . . . . . 7 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾) → 𝐽𝑁)
983ad2ant3 1153 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝐽𝑁)
109adantr 486 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝐽𝑁)
11 simpr 490 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝑙𝑁)
12 marepvcl.a . . . . . 6 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
13 marepvcl.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝐴)
14 marepvcl.v . . . . . 6 𝑉 = ((Base‘𝑅) ↑m 𝑁)
15 ma1repvcl.1 . . . . . 6 1 = (1r𝐴)
16 mulmarep1el.0 . . . . . 6 0 = (0g𝑅)
17 mulmarep1el.e . . . . . 6 𝐸 = (( 1 (𝑁 matRepV 𝑅)𝐶)‘𝐾)
1812, 13, 14, 15, 16, 17mulmarep1el 22800 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝑙𝑁)) → ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)) = if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))
192, 4, 7, 10, 11, 18syl113anc 1409 . . . 4 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)) = if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))
2019mpteq2dva 5202 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑙𝑁 ↦ ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽))) = (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))))
2120oveq2d 7433 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)))) = (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))))
22 neneq 2963 . . . . . . 7 (𝐽𝐾 → ¬ 𝐽 = 𝐾)
23223ad2ant3 1153 . . . . . 6 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾) → ¬ 𝐽 = 𝐾)
24233ad2ant3 1153 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → ¬ 𝐽 = 𝐾)
2524iffalsed 4496 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )) = if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))
2625mpteq2dv 5203 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))) = (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))
2726oveq2d 7433 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))) = (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))))
28 ringmnd 20388 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Mnd)
29283ad2ant1 1151 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑅 ∈ Mnd)
3012, 13matrcl 22640 . . . . . 6 (𝑋𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
3130simpld 500 . . . . 5 (𝑋𝐵𝑁 ∈ Fin)
32313ad2ant1 1151 . . . 4 ((𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
33323ad2ant2 1152 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑁 ∈ Fin)
34 eqcom 2769 . . . . 5 (𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽)
35 ifbi 4508 . . . . . 6 ((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) → if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ) = if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))
36 oveq2 7425 . . . . . . . 8 (𝑙 = 𝐽 → (𝐼𝑋𝑙) = (𝐼𝑋𝐽))
3736adantl 487 . . . . . . 7 (((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) ∧ 𝑙 = 𝐽) → (𝐼𝑋𝑙) = (𝐼𝑋𝐽))
3837ifeq1da 4517 . . . . . 6 ((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) → if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝑙), 0 ) = if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝐽), 0 ))
3935, 38eqtrd 2797 . . . . 5 ((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) → if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ) = if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝐽), 0 ))
4034, 39ax-mp 5 . . . 4 if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ) = if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝐽), 0 )
4140mpteq2i 5205 . . 3 (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )) = (𝑙𝑁 ↦ if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝐽), 0 ))
4213eleq2i 2854 . . . . . . 7 (𝑋𝐵𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
4342biimpi 219 . . . . . 6 (𝑋𝐵𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
44433ad2ant1 1151 . . . . 5 ((𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
45443ad2ant2 1152 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
46 eqid 2762 . . . . 5 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4712, 46matecl 22653 . . . 4 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝑋 ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
486, 9, 45, 47syl3anc 1398 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
4916, 29, 33, 9, 41, 48gsummptif1n0 20099 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))) = (𝐼𝑋𝐽))
5021, 27, 493eqtrd 2801 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)))) = (𝐼𝑋𝐽))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 401  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2957  Vcvv 3453  ifcif 4485  cmpt 5190  cfv 6537  (class class class)co 7417  m cmap 8830  Fincfn 8956  Basecbs 17307  .rcmulr 17349  0gc0g 17530   Σg cgsu 17531  Mndcmnd 18842  1rcur 20326  Ringcrg 20378   Mat cmat 22635   matRepV cmatrepV 22785
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-ot 4596  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-ixp 8909  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-fsupp 9336  df-sup 9416  df-oi 9486  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-4 12333  df-5 12334  df-6 12335  df-7 12336  df-8 12337  df-9 12338  df-n0 12533  df-z 12620  df-dec 12741  df-uz 12892  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-seq 14070  df-hash 14399  df-struct 17245  df-sets 17262  df-slot 17280  df-ndx 17292  df-base 17308  df-ress 17329  df-plusg 17361  df-mulr 17362  df-sca 17364  df-vsca 17365  df-ip 17366  df-tset 17367  df-ple 17368  df-ds 17370  df-hom 17372  df-cco 17373  df-0g 17532  df-gsum 17533  df-prds 17538  df-pws 17540  df-mre 17676  df-mrc 17677  df-acs 17679  df-mgm 18736  df-sgrp 18827  df-mnd 18843  df-mhm 18897  df-submnd 18898  df-grp 19066  df-minusg 19067  df-sbg 19068  df-mulg 19197  df-subg 19252  df-ghm 19347  df-cntz 19450  df-cmn 19915  df-abl 19916  df-mgp 20280  df-rng 20294  df-ur 20327  df-ring 20380  df-subrg 20738  df-lmod 21052  df-lss 21122  df-sra 21363  df-rgmod 21364  df-dsmm 21951  df-frlm 21966  df-mamu 22619  df-mat 22636  df-marepv 22787
This theorem is used by:  mulmarep1gsum2  22802
  Copyright terms: Public domain W3C validator