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

Theorem scmatscmiddistr 22009
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 ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
scmatscmide.b ๐ต = (Baseโ€˜๐‘…)
scmatscmide.0 0 = (0gโ€˜๐‘…)
scmatscmide.1 1 = (1rโ€˜๐ด)
scmatscmide.m โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜๐ด)
scmatscmiddistr.t ยท = (.rโ€˜๐‘…)
scmatscmiddistr.m ร— = (.rโ€˜๐ด)
Assertion
Ref Expression
scmatscmiddistr (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘† โˆ— 1 ) ร— (๐‘‡ โˆ— 1 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ))

Proof of Theorem scmatscmiddistr
Dummy variables ๐‘– ๐‘— ๐‘ฅ ๐‘ฆ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simprl 769 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ๐‘† โˆˆ ๐ต)
2 scmatscmide.1 . . . . . . . 8 1 = (1rโ€˜๐ด)
3 scmatscmide.a . . . . . . . . 9 ๐ด = (๐‘ Mat ๐‘…)
4 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Baseโ€˜๐ด) = (Baseโ€˜๐ด)
5 scmatscmide.0 . . . . . . . . 9 0 = (0gโ€˜๐‘…)
6 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (๐‘ DMat ๐‘…) = (๐‘ DMat ๐‘…)
73, 4, 5, 6dmatid 21996 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ (1rโ€˜๐ด) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
82, 7eqeltrid 2837 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
98adantr 481 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
101, 9jca 512 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…)))
11 scmatscmide.b . . . . . 6 ๐ต = (Baseโ€˜๐‘…)
12 scmatscmide.m . . . . . 6 โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜๐ด)
1311, 3, 4, 12, 6dmatscmcl 22004 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))) โ†’ (๐‘† โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
1410, 13syldan 591 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘† โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
15 simprr 771 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)
1615, 9jca 512 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘‡ โˆˆ ๐ต โˆง 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…)))
1711, 3, 4, 12, 6dmatscmcl 22004 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘‡ โˆˆ ๐ต โˆง 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))) โ†’ (๐‘‡ โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
1816, 17syldan 591 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘‡ โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
1914, 18jca 512 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘† โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…) โˆง (๐‘‡ โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…)))
20 scmatscmiddistr.m . . . . 5 ร— = (.rโ€˜๐ด)
2120oveqi 7421 . . . 4 ((๐‘† โˆ— 1 ) ร— (๐‘‡ โˆ— 1 )) = ((๐‘† โˆ— 1 )(.rโ€˜๐ด)(๐‘‡ โˆ— 1 ))
223, 4, 5, 6dmatmul 21998 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง ((๐‘† โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…) โˆง (๐‘‡ โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))) โ†’ ((๐‘† โˆ— 1 )(.rโ€˜๐ด)(๐‘‡ โˆ— 1 )) = (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)), 0 )))
2321, 22eqtrid 2784 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง ((๐‘† โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…) โˆง (๐‘‡ โˆ— 1 ) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))) โ†’ ((๐‘† โˆ— 1 ) ร— (๐‘‡ โˆ— 1 )) = (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)), 0 )))
2419, 23syldan 591 . 2 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘† โˆ— 1 ) ร— (๐‘‡ โˆ— 1 )) = (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)), 0 )))
25 simpll 765 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin)
26 simplr 767 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring)
2725, 26, 13jca 1128 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ต))
28273ad2ant1 1133 . . . . . . 7 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ต))
29 3simpc 1150 . . . . . . 7 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘))
303, 11, 5, 2, 12scmatscmide 22008 . . . . . . 7 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ต) โˆง (๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—) = if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 ))
3128, 29, 30syl2anc 584 . . . . . 6 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—) = if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 ))
3225, 26, 153jca 1128 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต))
33323ad2ant1 1133 . . . . . . 7 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต))
343, 11, 5, 2, 12scmatscmide 22008 . . . . . . 7 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต) โˆง (๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—) = if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 ))
3533, 29, 34syl2anc 584 . . . . . 6 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ (๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—) = if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 ))
3631, 35oveq12d 7426 . . . . 5 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)) = (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )))
3736ifeq1d 4547 . . . 4 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)), 0 ) = if(๐‘– = ๐‘—, (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )), 0 ))
3837mpoeq3dva 7485 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)), 0 )) = (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )), 0 )))
39 iftrue 4534 . . . . . . . 8 (๐‘– = ๐‘— โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 ) = ๐‘†)
40 iftrue 4534 . . . . . . . 8 (๐‘– = ๐‘— โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 ) = ๐‘‡)
4139, 40oveq12d 7426 . . . . . . 7 (๐‘– = ๐‘— โ†’ (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )) = (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡))
4241adantl 482 . . . . . 6 (((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โˆง ๐‘– = ๐‘—) โ†’ (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )) = (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡))
4342ifeq1da 4559 . . . . 5 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )), 0 ) = if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ))
4443mpoeq3dva 7485 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )), 0 )) = (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )))
45 eqidd 2733 . . . . . . . 8 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )) = (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )))
46 eqeq12 2749 . . . . . . . . . 10 ((๐‘– = ๐‘ฅ โˆง ๐‘— = ๐‘ฆ) โ†’ (๐‘– = ๐‘— โ†” ๐‘ฅ = ๐‘ฆ))
47 scmatscmiddistr.t . . . . . . . . . . . . 13 ยท = (.rโ€˜๐‘…)
4847eqcomi 2741 . . . . . . . . . . . 12 (.rโ€˜๐‘…) = ยท
4948oveqi 7421 . . . . . . . . . . 11 (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡) = (๐‘† ยท ๐‘‡)
5049a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((๐‘– = ๐‘ฅ โˆง ๐‘— = ๐‘ฆ) โ†’ (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡) = (๐‘† ยท ๐‘‡))
5146, 50ifbieq1d 4552 . . . . . . . . 9 ((๐‘– = ๐‘ฅ โˆง ๐‘— = ๐‘ฆ) โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ) = if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ))
5251adantl 482 . . . . . . . 8 (((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โˆง (๐‘– = ๐‘ฅ โˆง ๐‘— = ๐‘ฆ)) โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ) = if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ))
53 simprl 769 . . . . . . . 8 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘)
54 simprr 771 . . . . . . . 8 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)
55 ovex 7441 . . . . . . . . . 10 (๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ V
565fvexi 6905 . . . . . . . . . 10 0 โˆˆ V
5755, 56ifex 4578 . . . . . . . . 9 if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ) โˆˆ V
5857a1i 11 . . . . . . . 8 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ) โˆˆ V)
5945, 52, 53, 54, 58ovmpod 7559 . . . . . . 7 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘ฅ(๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ))๐‘ฆ) = if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ))
6026, 1, 153jca 1128 . . . . . . . . . 10 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต))
6111, 47ringcl 20072 . . . . . . . . . 10 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ ๐ต)
6260, 61syl 17 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ ๐ต)
6325, 26, 623jca 1128 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ ๐ต))
643, 11, 5, 2, 12scmatscmide 22008 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง (๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ ๐ต) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘ฅ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 )๐‘ฆ) = if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ))
6563, 64sylan 580 . . . . . . 7 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘ฅ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 )๐‘ฆ) = if(๐‘ฅ = ๐‘ฆ, (๐‘† ยท ๐‘‡), 0 ))
6659, 65eqtr4d 2775 . . . . . 6 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘)) โ†’ (๐‘ฅ(๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ))๐‘ฆ) = (๐‘ฅ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 )๐‘ฆ))
6766ralrimivva 3200 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ (๐‘ฅ(๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ))๐‘ฆ) = (๐‘ฅ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 )๐‘ฆ))
68 eqid 2732 . . . . . . . . . . 11 (.rโ€˜๐‘…) = (.rโ€˜๐‘…)
6911, 68ringcl 20072 . . . . . . . . . 10 ((๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต) โ†’ (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡) โˆˆ ๐ต)
7060, 69syl 17 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡) โˆˆ ๐ต)
7111, 5ring0cl 20083 . . . . . . . . . . 11 (๐‘… โˆˆ Ring โ†’ 0 โˆˆ ๐ต)
7271adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ 0 โˆˆ ๐ต)
7372adantr 481 . . . . . . . . 9 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ 0 โˆˆ ๐ต)
7470, 73ifcld 4574 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ) โˆˆ ๐ต)
75743ad2ant1 1133 . . . . . . 7 ((((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘) โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ) โˆˆ ๐ต)
763, 11, 4, 25, 26, 75matbas2d 21924 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
773matring 21944 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring)
784, 2ringidcl 20082 . . . . . . . . . 10 (๐ด โˆˆ Ring โ†’ 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
7977, 78syl 17 . . . . . . . . 9 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
8079adantr 481 . . . . . . . 8 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
8162, 80jca 512 . . . . . . 7 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ ๐ต โˆง 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐ด)))
8211, 3, 4, 12matvscl 21932 . . . . . . 7 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ ๐ต โˆง 1 โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))) โ†’ ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
8381, 82syldan 591 . . . . . 6 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด))
843, 4eqmat 21925 . . . . . 6 (((๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด) โˆง ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ) โˆˆ (Baseโ€˜๐ด)) โ†’ ((๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ) โ†” โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ (๐‘ฅ(๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ))๐‘ฆ) = (๐‘ฅ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 )๐‘ฆ)))
8576, 83, 84syl2anc 584 . . . . 5 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ) โ†” โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ (๐‘ฅ(๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 ))๐‘ฆ) = (๐‘ฅ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 )๐‘ฆ)))
8667, 85mpbird 256 . . . 4 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡), 0 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ))
8744, 86eqtrd 2772 . . 3 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )), 0 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ))
8838, 87eqtrd 2772 . 2 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘– โˆˆ ๐‘, ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if(๐‘– = ๐‘—, ((๐‘–(๐‘† โˆ— 1 )๐‘—)(.rโ€˜๐‘…)(๐‘–(๐‘‡ โˆ— 1 )๐‘—)), 0 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ))
8924, 88eqtrd 2772 1 (((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โˆง (๐‘† โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘‡ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘† โˆ— 1 ) ร— (๐‘‡ โˆ— 1 )) = ((๐‘† ยท ๐‘‡) โˆ— 1 ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  Vcvv 3474  ifcif 4528  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7408   โˆˆ cmpo 7410  Fincfn 8938  Basecbs 17143  .rcmulr 17197   ยท๐‘  cvsca 17200  0gc0g 17384  1rcur 20003  Ringcrg 20055   Mat cmat 21906   DMat cdmat 21989
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 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
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 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-ot 4637  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  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 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8146  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-map 8821  df-ixp 8891  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fsupp 9361  df-sup 9436  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-seq 13966  df-hash 14290  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-hom 17220  df-cco 17221  df-0g 17386  df-gsum 17387  df-prds 17392  df-pws 17394  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-acs 17532  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-mhm 18670  df-submnd 18671  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-sbg 18823  df-mulg 18950  df-subg 19002  df-ghm 19089  df-cntz 19180  df-cmn 19649  df-abl 19650  df-mgp 19987  df-ur 20004  df-ring 20057  df-subrg 20316  df-lmod 20472  df-lss 20542  df-sra 20784  df-rgmod 20785  df-dsmm 21286  df-frlm 21301  df-mamu 21885  df-mat 21907  df-dmat 21991
This theorem is referenced by:  scmatmulcl  22019  scmatmhm  22035
  Copyright terms: Public domain W3C validator