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

Theorem mulmarep1gsum1 22460
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 1136 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑅 ∈ Ring)
21adantr 480 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
3 simp2 1137 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁))
43adantr 480 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁))
5 simp1 1136 . . . . . . 7 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾) → 𝐼𝑁)
653ad2ant3 1135 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝐼𝑁)
76adantr 480 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝐼𝑁)
8 simp2 1137 . . . . . . 7 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾) → 𝐽𝑁)
983ad2ant3 1135 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝐽𝑁)
109adantr 480 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → 𝐽𝑁)
11 simpr 484 . . . . 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 22459 . . . . 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 1384 . . . 4 (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) ∧ 𝑙𝑁) → ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)) = if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))
2019mpteq2dva 5200 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑙𝑁 ↦ ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽))) = (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))))
2120oveq2d 7403 . 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 2931 . . . . . . 7 (𝐽𝐾 → ¬ 𝐽 = 𝐾)
23223ad2ant3 1135 . . . . . 6 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾) → ¬ 𝐽 = 𝐾)
24233ad2ant3 1135 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → ¬ 𝐽 = 𝐾)
2524iffalsed 4499 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )) = if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))
2625mpteq2dv 5201 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝐾, ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝐶𝑙)), if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))) = (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )))
2726oveq2d 7403 . 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 20152 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Mnd)
29283ad2ant1 1133 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑅 ∈ Mnd)
3012, 13matrcl 22299 . . . . . 6 (𝑋𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
3130simpld 494 . . . . 5 (𝑋𝐵𝑁 ∈ Fin)
32313ad2ant1 1133 . . . 4 ((𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
33323ad2ant2 1134 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑁 ∈ Fin)
34 eqcom 2736 . . . . 5 (𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽)
35 ifbi 4511 . . . . . 6 ((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) → if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ) = if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))
36 oveq2 7395 . . . . . . . 8 (𝑙 = 𝐽 → (𝐼𝑋𝑙) = (𝐼𝑋𝐽))
3736adantl 481 . . . . . . 7 (((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) ∧ 𝑙 = 𝐽) → (𝐼𝑋𝑙) = (𝐼𝑋𝐽))
3837ifeq1da 4520 . . . . . 6 ((𝐽 = 𝑙𝑙 = 𝐽) → if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝑙), 0 ) = if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝐽), 0 ))
3935, 38eqtrd 2764 . . . . 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 5203 . . 3 (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 )) = (𝑙𝑁 ↦ if(𝑙 = 𝐽, (𝐼𝑋𝐽), 0 ))
4213eleq2i 2820 . . . . . . 7 (𝑋𝐵𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
4342biimpi 216 . . . . . 6 (𝑋𝐵𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
44433ad2ant1 1133 . . . . 5 ((𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
45443ad2ant2 1134 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐴))
46 eqid 2729 . . . . 5 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4712, 46matecl 22312 . . . 4 ((𝐼𝑁𝐽𝑁𝑋 ∈ (Base‘𝐴)) → (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
486, 9, 45, 47syl3anc 1373 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝐼𝑋𝐽) ∈ (Base‘𝑅))
4916, 29, 33, 9, 41, 48gsummptif1n0 19896 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ if(𝐽 = 𝑙, (𝐼𝑋𝑙), 0 ))) = (𝐼𝑋𝐽))
5021, 27, 493eqtrd 2768 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝐵𝐶𝑉𝐾𝑁) ∧ (𝐼𝑁𝐽𝑁𝐽𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑙𝑁 ↦ ((𝐼𝑋𝑙)(.r𝑅)(𝑙𝐸𝐽)))) = (𝐼𝑋𝐽))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2925  Vcvv 3447  ifcif 4488  cmpt 5188  cfv 6511  (class class class)co 7387  m cmap 8799  Fincfn 8918  Basecbs 17179  .rcmulr 17221  0gc0g 17402   Σg cgsu 17403  Mndcmnd 18661  1rcur 20090  Ringcrg 20142   Mat cmat 22294   matRepV cmatrepV 22444
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-ot 4598  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-of 7653  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8140  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-er 8671  df-map 8801  df-ixp 8871  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-fsupp 9313  df-sup 9393  df-oi 9463  df-card 9892  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-5 12252  df-6 12253  df-7 12254  df-8 12255  df-9 12256  df-n0 12443  df-z 12530  df-dec 12650  df-uz 12794  df-fz 13469  df-fzo 13616  df-seq 13967  df-hash 14296  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-hom 17244  df-cco 17245  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-prds 17410  df-pws 17412  df-mre 17547  df-mrc 17548  df-acs 17550  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-mhm 18710  df-submnd 18711  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-sbg 18870  df-mulg 19000  df-subg 19055  df-ghm 19145  df-cntz 19249  df-cmn 19712  df-abl 19713  df-mgp 20050  df-rng 20062  df-ur 20091  df-ring 20144  df-subrg 20479  df-lmod 20768  df-lss 20838  df-sra 21080  df-rgmod 21081  df-dsmm 21641  df-frlm 21656  df-mamu 22278  df-mat 22295  df-marepv 22446
This theorem is referenced by:  mulmarep1gsum2  22461
  Copyright terms: Public domain W3C validator