MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pm2mp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pm2mp 22318
Description: The transformation of a sum of matrices having scaled monomials with the same power as entries into a sum of scaled monomials as a polynomial over matrices. (Contributed by AV, 12-Nov-2019.) (Revised by AV, 7-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
monmat2matmon.p 𝑃 = (Poly1β€˜π‘…)
monmat2matmon.c 𝐢 = (𝑁 Mat 𝑃)
monmat2matmon.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΆ)
monmat2matmon.m1 βˆ— = ( ·𝑠 β€˜π‘„)
monmat2matmon.e1 ↑ = (.gβ€˜(mulGrpβ€˜π‘„))
monmat2matmon.x 𝑋 = (var1β€˜π΄)
monmat2matmon.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
monmat2matmon.k 𝐾 = (Baseβ€˜π΄)
monmat2matmon.q 𝑄 = (Poly1β€˜π΄)
monmat2matmon.i 𝐼 = (𝑁 pMatToMatPoly 𝑅)
monmat2matmon.e2 𝐸 = (.gβ€˜(mulGrpβ€˜π‘ƒ))
monmat2matmon.y π‘Œ = (var1β€˜π‘…)
monmat2matmon.m2 Β· = ( ·𝑠 β€˜πΆ)
monmat2matmon.t 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
Assertion
Ref Expression
pm2mp (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (πΌβ€˜(𝐢 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))))) = (𝑄 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘€β€˜π‘›) βˆ— (𝑛 ↑ 𝑋)))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝐡,𝑛   𝑛,𝐸   𝑛,𝐼   𝑛,𝐾   𝑛,𝑀   𝑛,𝑁   𝑅,𝑛   𝑇,𝑛   𝑛,π‘Œ   Β· ,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐢(𝑛)   𝑃(𝑛)   𝑄(𝑛)   ↑ (𝑛)   βˆ— (𝑛)   𝑋(𝑛)

Proof of Theorem pm2mp
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 monmat2matmon.b . . 3 𝐡 = (Baseβ€˜πΆ)
2 eqid 2732 . . 3 (0gβ€˜πΆ) = (0gβ€˜πΆ)
3 crngring 20061 . . . . . 6 (𝑅 ∈ CRing β†’ 𝑅 ∈ Ring)
43anim2i 617 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
5 monmat2matmon.p . . . . . 6 𝑃 = (Poly1β€˜π‘…)
6 monmat2matmon.c . . . . . 6 𝐢 = (𝑁 Mat 𝑃)
75, 6pmatring 22185 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐢 ∈ Ring)
8 ringcmn 20092 . . . . 5 (𝐢 ∈ Ring β†’ 𝐢 ∈ CMnd)
94, 7, 83syl 18 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝐢 ∈ CMnd)
109adantr 481 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ 𝐢 ∈ CMnd)
11 monmat2matmon.a . . . . . . 7 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
1211matring 21936 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐴 ∈ Ring)
133, 12sylan2 593 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝐴 ∈ Ring)
14 monmat2matmon.q . . . . . 6 𝑄 = (Poly1β€˜π΄)
1514ply1ring 21761 . . . . 5 (𝐴 ∈ Ring β†’ 𝑄 ∈ Ring)
16 ringmnd 20059 . . . . 5 (𝑄 ∈ Ring β†’ 𝑄 ∈ Mnd)
1713, 15, 163syl 18 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝑄 ∈ Mnd)
1817adantr 481 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ 𝑄 ∈ Mnd)
19 nn0ex 12474 . . . 4 β„•0 ∈ V
2019a1i 11 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ β„•0 ∈ V)
21 monmat2matmon.m1 . . . . . . 7 βˆ— = ( ·𝑠 β€˜π‘„)
22 monmat2matmon.e1 . . . . . . 7 ↑ = (.gβ€˜(mulGrpβ€˜π‘„))
23 monmat2matmon.x . . . . . . 7 𝑋 = (var1β€˜π΄)
24 eqid 2732 . . . . . . 7 (Baseβ€˜π‘„) = (Baseβ€˜π‘„)
25 monmat2matmon.i . . . . . . 7 𝐼 = (𝑁 pMatToMatPoly 𝑅)
265, 6, 1, 21, 22, 23, 11, 14, 24, 25pm2mpghm 22309 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝐼 ∈ (𝐢 GrpHom 𝑄))
273, 26sylan2 593 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝐼 ∈ (𝐢 GrpHom 𝑄))
2827adantr 481 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ 𝐼 ∈ (𝐢 GrpHom 𝑄))
29 ghmmhm 19096 . . . 4 (𝐼 ∈ (𝐢 GrpHom 𝑄) β†’ 𝐼 ∈ (𝐢 MndHom 𝑄))
3028, 29syl 17 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ 𝐼 ∈ (𝐢 MndHom 𝑄))
314adantr 481 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
3231adantr 481 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
33 elmapi 8839 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) β†’ 𝑀:β„•0⟢𝐾)
3433adantr 481 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄)) β†’ 𝑀:β„•0⟢𝐾)
3534adantl 482 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ 𝑀:β„•0⟢𝐾)
3635ffvelcdmda 7083 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (π‘€β€˜π‘›) ∈ 𝐾)
37 simpr 485 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ 𝑛 ∈ β„•0)
38 monmat2matmon.k . . . . 5 𝐾 = (Baseβ€˜π΄)
39 monmat2matmon.t . . . . 5 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
40 monmat2matmon.m2 . . . . 5 Β· = ( ·𝑠 β€˜πΆ)
41 monmat2matmon.e2 . . . . 5 𝐸 = (.gβ€˜(mulGrpβ€˜π‘ƒ))
42 monmat2matmon.y . . . . 5 π‘Œ = (var1β€˜π‘…)
4311, 38, 39, 5, 6, 1, 40, 41, 42mat2pmatscmxcl 22233 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((π‘€β€˜π‘›) ∈ 𝐾 ∧ 𝑛 ∈ β„•0)) β†’ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) ∈ 𝐡)
4432, 36, 37, 43syl12anc 835 . . 3 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) ∈ 𝐡)
45 fvexd 6903 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (0gβ€˜πΆ) ∈ V)
46 ovexd 7440 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) ∈ V)
47 simpr 485 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) β†’ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0))
48 fvex 6901 . . . . . . 7 (0gβ€˜π΄) ∈ V
49 fsuppmapnn0ub 13956 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ (0gβ€˜π΄) ∈ V) β†’ (𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄))))
5047, 48, 49sylancl 586 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) β†’ (𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄))))
51 csbov12g 7449 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘›πΈπ‘Œ) Β· ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))))
52 csbov1g 7450 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘›πΈπ‘Œ) = (⦋π‘₯ / π‘›β¦Œπ‘›πΈπ‘Œ))
53 csbvarg 4430 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œπ‘› = π‘₯)
5453oveq1d 7420 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ (⦋π‘₯ / π‘›β¦Œπ‘›πΈπ‘Œ) = (π‘₯πΈπ‘Œ))
5552, 54eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘›πΈπ‘Œ) = (π‘₯πΈπ‘Œ))
56 csbfv2g 6937 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)) = (π‘‡β€˜β¦‹π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘€β€˜π‘›)))
57 csbfv2g 6937 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘€β€˜π‘›) = (π‘€β€˜β¦‹π‘₯ / π‘›β¦Œπ‘›))
5853fveq2d 6892 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ (π‘€β€˜β¦‹π‘₯ / π‘›β¦Œπ‘›) = (π‘€β€˜π‘₯))
5957, 58eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘€β€˜π‘›) = (π‘€β€˜π‘₯))
6059fveq2d 6892 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ (π‘‡β€˜β¦‹π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘€β€˜π‘›)) = (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯)))
6156, 60eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)) = (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯)))
6255, 61oveq12d 7423 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ (⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘›πΈπ‘Œ) Β· ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ(π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯))))
6351, 62eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ ∈ β„•0 β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯))))
6463adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯))))
6564adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) ∧ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄)) β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯))))
66 fveq2 6888 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄) β†’ (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯)) = (π‘‡β€˜(0gβ€˜π΄)))
6766oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄) β†’ ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯))) = ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(0gβ€˜π΄))))
6839, 11, 38, 5, 6, 1mat2pmatghm 22223 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐢))
693, 68sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐢))
7069ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐢))
71 ghmmhm 19096 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐢) β†’ 𝑇 ∈ (𝐴 MndHom 𝐢))
72 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (0gβ€˜π΄) = (0gβ€˜π΄)
7372, 2mhm0 18676 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑇 ∈ (𝐴 MndHom 𝐢) β†’ (π‘‡β€˜(0gβ€˜π΄)) = (0gβ€˜πΆ))
7470, 71, 733syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ (π‘‡β€˜(0gβ€˜π΄)) = (0gβ€˜πΆ))
7574oveq2d 7421 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(0gβ€˜π΄))) = ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (0gβ€˜πΆ)))
765ply1ring 21761 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑅 ∈ Ring β†’ 𝑃 ∈ Ring)
773, 76syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑅 ∈ CRing β†’ 𝑃 ∈ Ring)
786matlmod 21922 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Ring) β†’ 𝐢 ∈ LMod)
7977, 78sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝐢 ∈ LMod)
8079ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ 𝐢 ∈ LMod)
81 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (mulGrpβ€˜π‘ƒ) = (mulGrpβ€˜π‘ƒ)
82 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Baseβ€˜π‘ƒ) = (Baseβ€˜π‘ƒ)
8381, 82mgpbas 19987 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (Baseβ€˜π‘ƒ) = (Baseβ€˜(mulGrpβ€˜π‘ƒ))
8477adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝑃 ∈ Ring)
8581ringmgp 20055 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 ∈ Ring β†’ (mulGrpβ€˜π‘ƒ) ∈ Mnd)
8684, 85syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ (mulGrpβ€˜π‘ƒ) ∈ Mnd)
8786ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ (mulGrpβ€˜π‘ƒ) ∈ Mnd)
88 simpr 485 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ π‘₯ ∈ β„•0)
893adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝑅 ∈ Ring)
9042, 5, 82vr1cl 21732 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑅 ∈ Ring β†’ π‘Œ ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
9189, 90syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ π‘Œ ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
9291ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ π‘Œ ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
9383, 41, 87, 88, 92mulgnn0cld 18969 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ (π‘₯πΈπ‘Œ) ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
945ply1crng 21713 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑅 ∈ CRing β†’ 𝑃 ∈ CRing)
956matsca2 21913 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ CRing) β†’ 𝑃 = (Scalarβ€˜πΆ))
9694, 95sylan2 593 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ 𝑃 = (Scalarβ€˜πΆ))
9796eqcomd 2738 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ (Scalarβ€˜πΆ) = 𝑃)
9897ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ (Scalarβ€˜πΆ) = 𝑃)
9998fveq2d 6892 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜πΆ)) = (Baseβ€˜π‘ƒ))
10093, 99eleqtrrd 2836 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ (π‘₯πΈπ‘Œ) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜πΆ)))
101 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Scalarβ€˜πΆ) = (Scalarβ€˜πΆ)
102 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜πΆ)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜πΆ))
103101, 40, 102, 2lmodvs0 20498 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐢 ∈ LMod ∧ (π‘₯πΈπ‘Œ) ∈ (Baseβ€˜(Scalarβ€˜πΆ))) β†’ ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (0gβ€˜πΆ)) = (0gβ€˜πΆ))
10480, 100, 103syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (0gβ€˜πΆ)) = (0gβ€˜πΆ))
10575, 104eqtrd 2772 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(0gβ€˜π΄))) = (0gβ€˜πΆ))
10667, 105sylan9eqr 2794 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) ∧ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄)) β†’ ((π‘₯πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘₯))) = (0gβ€˜πΆ))
10765, 106eqtrd 2772 . . . . . . . . . 10 ((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) ∧ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄)) β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ))
108107ex 413 . . . . . . . . 9 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ ((π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄) β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ)))
109108imim2d 57 . . . . . . . 8 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ π‘₯ ∈ β„•0) β†’ ((𝑦 < π‘₯ β†’ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄)) β†’ (𝑦 < π‘₯ β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ))))
110109ralimdva 3167 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) ∧ 𝑦 ∈ β„•0) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄)) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ))))
111110reximdva 3168 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ (π‘€β€˜π‘₯) = (0gβ€˜π΄)) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ))))
11250, 111syld 47 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0)) β†’ (𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ))))
113112impr 455 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ β„•0 βˆ€π‘₯ ∈ β„•0 (𝑦 < π‘₯ β†’ ⦋π‘₯ / π‘›β¦Œ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))) = (0gβ€˜πΆ)))
11445, 46, 113mptnn0fsupp 13958 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))) finSupp (0gβ€˜πΆ))
1151, 2, 10, 18, 20, 30, 44, 114gsummptmhm 19802 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (𝑄 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ (πΌβ€˜((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))))) = (πΌβ€˜(𝐢 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))))))
116 simpll 765 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing))
1175, 6, 1, 21, 22, 23, 11, 38, 14, 25, 41, 42, 40, 39monmat2matmon 22317 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ ((π‘€β€˜π‘›) ∈ 𝐾 ∧ 𝑛 ∈ β„•0)) β†’ (πΌβ€˜((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))) = ((π‘€β€˜π‘›) βˆ— (𝑛 ↑ 𝑋)))
118116, 36, 37, 117syl12anc 835 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) ∧ 𝑛 ∈ β„•0) β†’ (πΌβ€˜((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))) = ((π‘€β€˜π‘›) βˆ— (𝑛 ↑ 𝑋)))
119118mpteq2dva 5247 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (𝑛 ∈ β„•0 ↦ (πΌβ€˜((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›))))) = (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘€β€˜π‘›) βˆ— (𝑛 ↑ 𝑋))))
120119oveq2d 7421 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (𝑄 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ (πΌβ€˜((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))))) = (𝑄 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘€β€˜π‘›) βˆ— (𝑛 ↑ 𝑋)))))
121115, 120eqtr3d 2774 1 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾 ↑m β„•0) ∧ 𝑀 finSupp (0gβ€˜π΄))) β†’ (πΌβ€˜(𝐢 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘›πΈπ‘Œ) Β· (π‘‡β€˜(π‘€β€˜π‘›)))))) = (𝑄 Ξ£g (𝑛 ∈ β„•0 ↦ ((π‘€β€˜π‘›) βˆ— (𝑛 ↑ 𝑋)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  Vcvv 3474  β¦‹csb 3892   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405   ↑m cmap 8816  Fincfn 8935   finSupp cfsupp 9357   < clt 11244  β„•0cn0 12468  Basecbs 17140  Scalarcsca 17196   ·𝑠 cvsca 17197  0gc0g 17381   Ξ£g cgsu 17382  Mndcmnd 18621   MndHom cmhm 18665  .gcmg 18944   GrpHom cghm 19083  CMndccmn 19642  mulGrpcmgp 19981  Ringcrg 20049  CRingccrg 20050  LModclmod 20463  var1cv1 21691  Poly1cpl1 21692   Mat cmat 21898   matToPolyMat cmat2pmat 22197   pMatToMatPoly cpm2mp 22285
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-cring 20052  df-subrg 20353  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-sra 20777  df-rgmod 20778  df-dsmm 21278  df-frlm 21293  df-assa 21399  df-ascl 21401  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-mat2pmat 22200  df-decpmat 22256  df-pm2mp 22286
This theorem is referenced by:  cpmidpmat  22366  cpmadumatpoly  22376
  Copyright terms: Public domain W3C validator