Theorem pmatcollpw1lem1 22498

Description: Lemma 1 for pmatcollpw1 22500. (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 6907	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (0g‘𝑃) ∈ V)
2		ovexd 7448	. 2 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) × (𝑛 ↑ 𝑋)) ∈ V)
3		oveq2 7421	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → (𝑀 decompPMat 𝑛) = (𝑀 decompPMat 𝑥))
4	3	oveqd 7430	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑛)𝐽) = (𝐼(𝑀 decompPMat 𝑥)𝐽))
5		oveq1 7420	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑥 → (𝑛 ↑ 𝑋) = (𝑥 ↑ 𝑋))
6	4, 5	oveq12d 7431	. 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 2730	. . . . 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 22150	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) → (𝐼𝑀𝐽) ∈ (Base‘𝑃))
14		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ (coe1‘(𝐼𝑀𝐽)) = (coe1‘(𝐼𝑀𝐽))
15		pmatcollpw1.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
16		eqid 2730	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
17	14, 8, 15, 16	coe1ae0 21961	. . . 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 479	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ 𝐵)
21		simpr 483	. . . . . . . . . . . 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 479	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁))
24	15, 7, 9	decpmate 22490	. . . . . . . . . . . 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 479	. . . . . . . . . 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 483	. . . . . . . . . 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 2770	. . . . . . . . 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 7428	. . . . . . . 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 2730	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
32		pmatcollpw1.e	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
33	15, 30, 31, 32, 8	ply1moncl 22015	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑥 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃))
34	19, 21, 33	syl2anc 582	. . . . . . . . . 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 22000	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑥 ↑ 𝑋) ∈ (Base‘𝑃)) → ((0g‘𝑅) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))
37	19, 34, 36	syl2anc 582	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ 𝐼 ∈ 𝑁 ∧ 𝐽 ∈ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((0g‘𝑅) × (𝑥 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑃))
38	37	adantr 479	. . . . . . . 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 2770	. . . . . . 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 411	. . . . . 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 3165	. . . 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 3168	. . 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 13969	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 394   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2104  ∀wral 3059  ∃wrex 3068  Vcvv 3472   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  ‘cfv 6544  (class class class)co 7413  Fincfn 8943   finSupp cfsupp 9365   < clt 11254  ℕ₀cn0 12478  Basecbs 17150   ·_𝑠 cvsca 17207  0_gc0g 17391  ._gcmg 18988  mulGrpcmgp 20030  Ringcrg 20129  var₁cv1 21921  Poly₁cpl1 21922  coe₁cco1 21923   Mat cmat 22129   decompPMat cdecpmat 22486

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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7729  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-ot 4638  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7369  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7674  df-ofr 7675  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-supp 8151  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-1o 8470  df-er 8707  df-map 8826  df-pm 8827  df-ixp 8896  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-fsupp 9366  df-sup 9441  df-oi 9509  df-card 9938  df-pnf 11256  df-mnf 11257  df-xr 11258  df-ltxr 11259  df-le 11260  df-sub 11452  df-neg 11453  df-nn 12219  df-2 12281  df-3 12282  df-4 12283  df-5 12284  df-6 12285  df-7 12286  df-8 12287  df-9 12288  df-n0 12479  df-z 12565  df-dec 12684  df-uz 12829  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-seq 13973  df-hash 14297  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17151  df-ress 17180  df-plusg 17216  df-mulr 17217  df-sca 17219  df-vsca 17220  df-ip 17221  df-tset 17222  df-ple 17223  df-ds 17225  df-hom 17227  df-cco 17228  df-0g 17393  df-gsum 17394  df-prds 17399  df-pws 17401  df-mre 17536  df-mrc 17537  df-acs 17539  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-mhm 18707  df-submnd 18708  df-grp 18860  df-minusg 18861  df-sbg 18862  df-mulg 18989  df-subg 19041  df-ghm 19130  df-cntz 19224  df-cmn 19693  df-abl 19694  df-mgp 20031  df-rng 20049  df-ur 20078  df-ring 20131  df-subrng 20436  df-subrg 20461  df-lmod 20618  df-lss 20689  df-sra 20932  df-rgmod 20933  df-dsmm 21508  df-frlm 21523  df-psr 21683  df-mvr 21684  df-mpl 21685  df-opsr 21687  df-psr1 21925  df-vr1 21926  df-ply1 21927  df-coe1 21928  df-mat 22130  df-decpmat 22487

This theorem is referenced by:  pmatcollpw1  22500