Theorem scmatscmiddistr 22514

Description: Distributive law for scalar and ring multiplication for scalar matrices expressed as multiplications of a scalar with the identity matrix. (Contributed by AV, 19-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
scmatscmide.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
scmatscmide.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
scmatscmide.0	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
scmatscmide.1	⊢ 1 = (1r‘𝐴)
scmatscmide.m	⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝐴)
scmatscmiddistr.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
scmatscmiddistr.m	⊢ × = (.r‘𝐴)

Assertion

Ref	Expression
scmatscmiddistr	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))

Proof of Theorem scmatscmiddistr

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 771	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑆 ∈ 𝐵)
2		scmatscmide.1	. . . . . . . 8 ⊢ 1 = (1r‘𝐴)
3		scmatscmide.a	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
4		eqid 2737	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
5		scmatscmide.0	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
6		eqid 2737	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 DMat 𝑅) = (𝑁 DMat 𝑅)
7	3, 4, 5, 6	dmatid 22501	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
8	2, 7	eqeltrid 2845	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
9	8	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
10	1, 9	jca 511	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅)))
11		scmatscmide.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
12		scmatscmide.m	. . . . . 6 ⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝐴)
13	11, 3, 4, 12, 6	dmatscmcl 22509	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
14	10, 13	syldan 591	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
15		simprr 773	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑇 ∈ 𝐵)
16	15, 9	jca 511	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅)))
17	11, 3, 4, 12, 6	dmatscmcl 22509	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
18	16, 17	syldan 591	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
19	14, 18	jca 511	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅) ∧ (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅)))
20		scmatscmiddistr.m	. . . . 5 ⊢ × = (.r‘𝐴)
21	20	oveqi 7444	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 ∗ 1 )(.r‘𝐴)(𝑇 ∗ 1 ))
22	3, 4, 5, 6	dmatmul 22503	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅) ∧ (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → ((𝑆 ∗ 1 )(.r‘𝐴)(𝑇 ∗ 1 )) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)), 0 )))
23	21, 22	eqtrid 2789	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅) ∧ (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)), 0 )))
24	19, 23	syldan 591	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)), 0 )))
25		simpll 767	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑁 ∈ Fin)
26		simplr 769	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ Ring)
27	25, 26, 1	3jca 1129	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
28	27	3ad2ant1 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
29		3simpc 1151	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁))
30	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 22513	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ))
31	28, 29, 30	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ))
32	25, 26, 15	3jca 1129	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
33	32	3ad2ant1 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
34	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 22513	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ))
35	33, 29, 34	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ))
36	31, 35	oveq12d 7449	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)) = (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )))
37	36	ifeq1d 4545	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝑗, ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)), 0 ) = if(𝑖 = 𝑗, (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )), 0 ))
38	37	mpoeq3dva 7510	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)), 0 )) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )), 0 )))
39		iftrue 4531	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ) = 𝑆)
40		iftrue 4531	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ) = 𝑇)
41	39, 40	oveq12d 7449	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )) = (𝑆(.r‘𝑅)𝑇))
42	41	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) ∧ 𝑖 = 𝑗) → (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )) = (𝑆(.r‘𝑅)𝑇))
43	42	ifeq1da 4557	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝑗, (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )), 0 ) = if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ))
44	43	mpoeq3dva 7510	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )), 0 )) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )))
45		eqidd 2738	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )))
46		eqeq12 2754	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑖 = 𝑗 ↔ 𝑥 = 𝑦))
47		scmatscmiddistr.t	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ · = (.r‘𝑅)
48	47	eqcomi 2746	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (.r‘𝑅) = ·
49	48	oveqi 7444	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) = (𝑆 · 𝑇)
50	49	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) = (𝑆 · 𝑇))
51	46, 50	ifbieq1d 4550	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
52	51	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) ∧ (𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦)) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
53		simprl 771	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑥 ∈ 𝑁)
54		simprr 773	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑦 ∈ 𝑁)
55		ovex 7464	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 · 𝑇) ∈ V
56	5	fvexi 6920	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ V
57	55, 56	ifex 4576	. . . . . . . . 9 ⊢ if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ) ∈ V
58	57	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ) ∈ V)
59	45, 52, 53, 54, 58	ovmpod 7585	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ))𝑦) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
60	26, 1, 15	3jca 1129	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
61	11, 47	ringcl 20247	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵) → (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵)
62	60, 61	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵)
63	25, 26, 62	3jca 1129	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵))
64	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 22513	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
65	63, 64	sylan 580	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
66	59, 65	eqtr4d 2780	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ))𝑦) = (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦))
67	66	ralrimivva 3202	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝑁 ∀𝑦 ∈ 𝑁 (𝑥(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ))𝑦) = (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦))
68		eqid 2737	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
69	11, 68	ringcl 20247	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) ∈ 𝐵)
70	60, 69	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) ∈ 𝐵)
71	11, 5	ring0cl 20264	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 0 ∈ 𝐵)
72	71	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 0 ∈ 𝐵)
73	72	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 0 ∈ 𝐵)
74	70, 73	ifcld 4572	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) ∈ 𝐵)
75	74	3ad2ant1 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) ∈ 𝐵)
76	3, 11, 4, 25, 26, 75	matbas2d 22429	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) ∈ (Base‘𝐴))
77	3	matring 22449	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
78	4, 2	ringidcl 20262	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝐴))
79	77, 78	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
80	79	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
81	62, 80	jca 511	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴)))
82	11, 3, 4, 12	matvscl 22437	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴))) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
83	81, 82	syldan 591	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
84	3, 4	eqmat 22430	. . . . . 6 ⊢ (((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) ∈ (Base‘𝐴) ∧ ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴)) → ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑁 ∀𝑦 ∈ 𝑁 (𝑥(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ))𝑦) = (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦)))
85	76, 83, 84	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑁 ∀𝑦 ∈ 𝑁 (𝑥(𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ))𝑦) = (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦)))
86	67, 85	mpbird 257	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))
87	44, 86	eqtrd 2777	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )), 0 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))
88	38, 87	eqtrd 2777	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, ((𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗)(.r‘𝑅)(𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗)), 0 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))
89	24, 88	eqtrd 2777	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∀wral 3061  Vcvv 3480  ifcif 4525  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431   ∈ cmpo 7433  Fincfn 8985  Basecbs 17247  ._rcmulr 17298   ·_𝑠 cvsca 17301  0_gc0g 17484  1_rcur 20178  Ringcrg 20230   Mat cmat 22411   DMat cdmat 22494

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 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-ot 4635  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-2o 8507  df-er 8745  df-map 8868  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-sup 9482  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-seq 14043  df-hash 14370  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-hom 17321  df-cco 17322  df-0g 17486  df-gsum 17487  df-prds 17492  df-pws 17494  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-mhm 18796  df-submnd 18797  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-mulg 19086  df-subg 19141  df-ghm 19231  df-cntz 19335  df-cmn 19800  df-abl 19801  df-mgp 20138  df-rng 20150  df-ur 20179  df-ring 20232  df-subrg 20570  df-lmod 20860  df-lss 20930  df-sra 21172  df-rgmod 21173  df-dsmm 21752  df-frlm 21767  df-mamu 22395  df-mat 22412  df-dmat 22496

This theorem is referenced by:  scmatmulcl  22524  scmatmhm  22540