Theorem pmatcollpw1lem1 21831

Description: Lemma 1 for pmatcollpw1 21833. (Contributed by AV, 28-Sep-2019.) (Revised by AV, 3-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
pmatcollpw1.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
pmatcollpw1.c	⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
pmatcollpw1.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
pmatcollpw1.m	⊢ × = ( ·𝑠 ‘𝑃)
pmatcollpw1.e	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
pmatcollpw1.x	⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
pmatcollpw1lem1	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) × (𝑛 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑃))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑛   𝑛,𝐼   𝑛,𝐽   𝑛,𝑀   𝑛,𝑁   𝑅,𝑛   𝑛,𝑋   × ,𝑛   ↑ ,𝑛

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑛)   𝑃(𝑛)

Proof of Theorem pmatcollpw1lem1

Dummy variables 𝑠 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fvexd 6771	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (0g‘𝑃) ∈ V)
2		ovexd 7290	. 2 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) × (𝑛 ↑ 𝑋)) ∈ V)
3		oveq2 7263	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → (𝑀 decompPMat 𝑛) = (𝑀 decompPMat 𝑥))
4	3	oveqd 7272	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) = (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽))
5		oveq1 7262	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → (𝑛 ↑ 𝑋) = (𝑥 ↑ 𝑋))
6	4, 5	oveq12d 7273	. 2 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) × (𝑛 ↑ 𝑋)) = ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)))
7		pmatcollpw1.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
8		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
9		pmatcollpw1.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
10		simp2 1135	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → 𝐼 ∈ 𝑁)
11		simp3 1136	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → 𝐽 ∈ 𝑁)
12		simp13 1203	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → 𝑀 ∈ 𝐵)
13	7, 8, 9, 10, 11, 12	matecld 21483	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (𝐼𝑀𝐽) ∈ (Base‘𝑃))
14		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (coe1‘(𝐼𝑀𝐽)) = (coe1‘(𝐼𝑀𝐽))
15		pmatcollpw1.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
16		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
17	14, 8, 15, 16	coe1ae0 21297	. . . 4 ⊢ ((𝐼𝑀𝐽) ∈ (Base‘𝑃) → ∃𝑠 ∈ ℕ0 ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)))
18	13, 17	syl 17	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → ∃𝑠 ∈ ℕ0 ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)))
19		simpl12 1247	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
20	12	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ 𝐵)
21		simpr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑥 ∈ ℕ0)
22		3simpc 1148	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁))
23	22	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁))
24	15, 7, 9	decpmate 21823	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ (𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁)) → (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) = ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥))
25	19, 20, 21, 23, 24	syl31anc 1371	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) = ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥))
26	25	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) = ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥))
27		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅))
28	26, 27	eqtrd 2778	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) = (0g‘𝑅))
29	28	oveq1d 7270	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = ((0g‘𝑅) × (𝑥 ↑ 𝑋)))
30		pmatcollpw1.x	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝑅)
31		eqid 2738	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
32		pmatcollpw1.e	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
33	15, 30, 31, 32, 8	ply1moncl 21352	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑥 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
34	19, 21, 33	syl2anc 583	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑥 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
35		pmatcollpw1.m	. . . . . . . . . . 11 ⊢ × = ( ·𝑠 ‘𝑃)
36	15, 8, 35, 16	ply10s0 21337	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑥 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃)) → ((0g‘𝑅) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))
37	19, 34, 36	syl2anc 583	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝑅) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))
38	37	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → ((0g‘𝑅) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))
39	29, 38	eqtrd 2778	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))
40	39	ex 412	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅) → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃)))
41	40	imim2d 57	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑠 < 𝑥 → ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → (𝑠 < 𝑥 → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))))
42	41	ralimdva 3102	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))))
43	42	reximdv 3201	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (∃𝑠 ∈ ℕ0 ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((coe1‘(𝐼𝑀𝐽))‘𝑥) = (0g‘𝑅)) → ∃𝑠 ∈ ℕ0 ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))))
44	18, 43	mpd 15	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → ∃𝑠 ∈ ℕ0 ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑠 < 𝑥 → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃)))
45	1, 2, 6, 44	mptnn0fsuppd 13646	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) × (𝑛 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑃))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ∀wral 3063  ∃wrex 3064  Vcvv 3422   class class class wbr 5070   ↦ cmpt 5153  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  Fincfn 8691   finSupp cfsupp 9058   < clt 10940  ℕ₀cn0 12163  Basecbs 16840   ·_𝑠 cvsca 16892  0_gc0g 17067  ._gcmg 18615  mulGrpcmgp 19635  Ringcrg 19698  var₁cv1 21257  Poly₁cpl1 21258  coe₁cco1 21259   Mat cmat 21464   decompPMat cdecpmat 21819

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-ot 4567  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-ofr 7512  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-supp 7949  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-map 8575  df-pm 8576  df-ixp 8644  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fsupp 9059  df-sup 9131  df-oi 9199  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-seq 13650  df-hash 13973  df-struct 16776  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-hom 16912  df-cco 16913  df-0g 17069  df-gsum 17070  df-prds 17075  df-pws 17077  df-mre 17212  df-mrc 17213  df-acs 17215  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-mhm 18345  df-submnd 18346  df-grp 18495  df-minusg 18496  df-sbg 18497  df-mulg 18616  df-subg 18667  df-ghm 18747  df-cntz 18838  df-cmn 19303  df-abl 19304  df-mgp 19636  df-ur 19653  df-ring 19700  df-subrg 19937  df-lmod 20040  df-lss 20109  df-sra 20349  df-rgmod 20350  df-dsmm 20849  df-frlm 20864  df-psr 21022  df-mvr 21023  df-mpl 21024  df-opsr 21026  df-psr1 21261  df-vr1 21262  df-ply1 21263  df-coe1 21264  df-mat 21465  df-decpmat 21820

This theorem is referenced by:  pmatcollpw1  21833