MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pm2mpcoe1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pm2mpcoe1 22720
Description: A coefficient of the polynomial over matrices which is the result of the transformation of a polynomial matrix is the matrix consisting of the coefficients in the polynomial entries of the polynomial matrix. (Contributed by AV, 20-Oct-2019.) (Revised by AV, 5-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
pm2mpval.p ๐‘ƒ = (Poly1โ€˜๐‘…)
pm2mpval.c ๐ถ = (๐‘ Mat ๐‘ƒ)
pm2mpval.b ๐ต = (Baseโ€˜๐ถ)
pm2mpval.m โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜๐‘„)
pm2mpval.e โ†‘ = (.gโ€˜(mulGrpโ€˜๐‘„))
pm2mpval.x ๐‘‹ = (var1โ€˜๐ด)
pm2mpval.a ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
pm2mpval.q ๐‘„ = (Poly1โ€˜๐ด)
pm2mpval.t ๐‘‡ = (๐‘ pMatToMatPoly ๐‘…)
Assertion
Ref Expression
pm2mpcoe1 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ((coe1โ€˜(๐‘‡โ€˜๐‘€))โ€˜๐พ) = (๐‘€ decompPMat ๐พ))

Proof of Theorem pm2mpcoe1
Dummy variable ๐‘˜ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll 765 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin)
2 simplr 767 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring)
3 simprl 769 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ๐ต)
4 pm2mpval.p . . . . . 6 ๐‘ƒ = (Poly1โ€˜๐‘…)
5 pm2mpval.c . . . . . 6 ๐ถ = (๐‘ Mat ๐‘ƒ)
6 pm2mpval.b . . . . . 6 ๐ต = (Baseโ€˜๐ถ)
7 pm2mpval.m . . . . . 6 โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜๐‘„)
8 pm2mpval.e . . . . . 6 โ†‘ = (.gโ€˜(mulGrpโ€˜๐‘„))
9 pm2mpval.x . . . . . 6 ๐‘‹ = (var1โ€˜๐ด)
10 pm2mpval.a . . . . . 6 ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
11 pm2mpval.q . . . . . 6 ๐‘„ = (Poly1โ€˜๐ด)
12 pm2mpval.t . . . . . 6 ๐‘‡ = (๐‘ pMatToMatPoly ๐‘…)
134, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12pm2mpfval 22716 . . . . 5 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘‡โ€˜๐‘€) = (๐‘„ ฮฃg (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ((๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆ— (๐‘˜ โ†‘ ๐‘‹)))))
141, 2, 3, 13syl3anc 1368 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ (๐‘‡โ€˜๐‘€) = (๐‘„ ฮฃg (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ((๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆ— (๐‘˜ โ†‘ ๐‘‹)))))
1514fveq2d 6896 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ (coe1โ€˜(๐‘‡โ€˜๐‘€)) = (coe1โ€˜(๐‘„ ฮฃg (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ((๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆ— (๐‘˜ โ†‘ ๐‘‹))))))
1615fveq1d 6894 . 2 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ((coe1โ€˜(๐‘‡โ€˜๐‘€))โ€˜๐พ) = ((coe1โ€˜(๐‘„ ฮฃg (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ((๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆ— (๐‘˜ โ†‘ ๐‘‹)))))โ€˜๐พ))
17 eqid 2725 . . 3 (Baseโ€˜๐‘„) = (Baseโ€˜๐‘„)
1810matring 22363 . . . 4 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring)
1918adantr 479 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring)
20 eqid 2725 . . 3 (Baseโ€˜๐ด) = (Baseโ€˜๐ด)
21 eqid 2725 . . 3 (0gโ€˜๐ด) = (0gโ€˜๐ด)
222adantr 479 . . . . 5 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring)
233adantr 479 . . . . 5 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ๐ต)
24 simpr 483 . . . . 5 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0)
254, 5, 6, 10, 20decpmatcl 22687 . . . . 5 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
2622, 23, 24, 25syl3anc 1368 . . . 4 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0) โ†’ (๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
2726ralrimiva 3136 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ โˆ€๐‘˜ โˆˆ โ„•0 (๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
284, 5, 6, 10, 21decpmatfsupp 22689 . . . 4 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ (๐‘€ decompPMat ๐‘˜)) finSupp (0gโ€˜๐ด))
2928ad2ant2lr 746 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ (๐‘€ decompPMat ๐‘˜)) finSupp (0gโ€˜๐ด))
30 simpr 483 . . . 4 ((๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„•0)
3130adantl 480 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„•0)
3211, 17, 9, 8, 19, 20, 7, 21, 27, 29, 31gsummoncoe1 22236 . 2 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ((coe1โ€˜(๐‘„ ฮฃg (๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ((๐‘€ decompPMat ๐‘˜) โˆ— (๐‘˜ โ†‘ ๐‘‹)))))โ€˜๐พ) = โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ(๐‘€ decompPMat ๐‘˜))
33 csbov2g 7463 . . . . 5 (๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ(๐‘€ decompPMat ๐‘˜) = (๐‘€ decompPMat โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ๐‘˜))
34 csbvarg 4427 . . . . . 6 (๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ๐‘˜ = ๐พ)
3534oveq2d 7432 . . . . 5 (๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ (๐‘€ decompPMat โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ๐‘˜) = (๐‘€ decompPMat ๐พ))
3633, 35eqtrd 2765 . . . 4 (๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ(๐‘€ decompPMat ๐‘˜) = (๐‘€ decompPMat ๐พ))
3736adantl 480 . . 3 ((๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ(๐‘€ decompPMat ๐‘˜) = (๐‘€ decompPMat ๐พ))
3837adantl 480 . 2 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ โฆ‹๐พ / ๐‘˜โฆŒ(๐‘€ decompPMat ๐‘˜) = (๐‘€ decompPMat ๐พ))
3916, 32, 383eqtrd 2769 1 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0)) โ†’ ((coe1โ€˜(๐‘‡โ€˜๐‘€))โ€˜๐พ) = (๐‘€ decompPMat ๐พ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  โฆ‹csb 3884   class class class wbr 5143   โ†ฆ cmpt 5226  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7416  Fincfn 8962   finSupp cfsupp 9385  โ„•0cn0 12502  Basecbs 17179   ยท๐‘  cvsca 17236  0gc0g 17420   ฮฃg cgsu 17421  .gcmg 19027  mulGrpcmgp 20078  Ringcrg 20177  var1cv1 22103  Poly1cpl1 22104  coe1cco1 22105   Mat cmat 22325   decompPMat cdecpmat 22682   pMatToMatPoly cpm2mp 22712
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 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7738  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215
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 3769  df-csb 3885  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3956  df-pss 3959  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-ot 4633  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-se 5628  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  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 7372  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7682  df-ofr 7683  df-om 7869  df-1st 7991  df-2nd 7992  df-supp 8164  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8723  df-map 8845  df-pm 8846  df-ixp 8915  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-fsupp 9386  df-sup 9465  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-seq 13999  df-hash 14322  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-ress 17209  df-plusg 17245  df-mulr 17246  df-sca 17248  df-vsca 17249  df-ip 17250  df-tset 17251  df-ple 17252  df-ds 17254  df-hom 17256  df-cco 17257  df-0g 17422  df-gsum 17423  df-prds 17428  df-pws 17430  df-mre 17565  df-mrc 17566  df-acs 17568  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-mhm 18739  df-submnd 18740  df-grp 18897  df-minusg 18898  df-sbg 18899  df-mulg 19028  df-subg 19082  df-ghm 19172  df-cntz 19272  df-cmn 19741  df-abl 19742  df-mgp 20079  df-rng 20097  df-ur 20126  df-ring 20179  df-subrng 20487  df-subrg 20512  df-lmod 20749  df-lss 20820  df-sra 21062  df-rgmod 21063  df-dsmm 21670  df-frlm 21685  df-psr 21846  df-mvr 21847  df-mpl 21848  df-opsr 21850  df-psr1 22107  df-vr1 22108  df-ply1 22109  df-coe1 22110  df-mamu 22309  df-mat 22326  df-decpmat 22683  df-pm2mp 22713
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator