Theorem scmatscmiddistr 21113

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 770	. . . . . 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 2798	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
5		scmatscmide.0	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
6		eqid 2798	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 DMat 𝑅) = (𝑁 DMat 𝑅)
7	3, 4, 5, 6	dmatid 21100	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
8	2, 7	eqeltrid 2894	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
9	8	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
10	1, 9	jca 515	. . . . 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 21108	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
14	10, 13	syldan 594	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
15		simprr 772	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑇 ∈ 𝐵)
16	15, 9	jca 515	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅)))
17	11, 3, 4, 12, 6	dmatscmcl 21108	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
18	16, 17	syldan 594	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
19	14, 18	jca 515	. . 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 7148	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 ∗ 1 )(.r‘𝐴)(𝑇 ∗ 1 ))
22	3, 4, 5, 6	dmatmul 21102	. . . 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	syl5eq 2845	. . 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 594	. 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 766	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑁 ∈ Fin)
26		simplr 768	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ Ring)
27	25, 26, 1	3jca 1125	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
28	27	3ad2ant1 1130	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
29		3simpc 1147	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁))
30	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 21112	. . . . . . 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 587	. . . . . 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 1125	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
33	32	3ad2ant1 1130	. . . . . . 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 21112	. . . . . . 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 587	. . . . . 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 7153	. . . . 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 4443	. . . 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 7210	. . 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 4431	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ) = 𝑆)
40		iftrue 4431	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ) = 𝑇)
41	39, 40	oveq12d 7153	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )) = (𝑆(.r‘𝑅)𝑇))
42	41	adantl 485	. . . . . 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 4455	. . . . 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 7210	. . . 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 2799	. . . . . . . 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 2812	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑖 = 𝑗 ↔ 𝑥 = 𝑦))
47		scmatscmiddistr.t	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ · = (.r‘𝑅)
48	47	eqcomi 2807	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (.r‘𝑅) = ·
49	48	oveqi 7148	. . . . . . . . . . 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 4448	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
52	51	adantl 485	. . . . . . . 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 770	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑥 ∈ 𝑁)
54		simprr 772	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑦 ∈ 𝑁)
55		ovex 7168	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 · 𝑇) ∈ V
56	5	fvexi 6659	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ V
57	55, 56	ifex 4473	. . . . . . . . 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 7281	. . . . . . 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 1125	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
61	11, 47	ringcl 19307	. . . . . . . . . 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 1125	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵))
64	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 21112	. . . . . . . 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 583	. . . . . . 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 2836	. . . . . 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 3156	. . . . 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 2798	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
69	11, 68	ringcl 19307	. . . . . . . . . 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 19315	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 0 ∈ 𝐵)
72	71	adantl 485	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 0 ∈ 𝐵)
73	72	adantr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 0 ∈ 𝐵)
74	70, 73	ifcld 4470	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) ∈ 𝐵)
75	74	3ad2ant1 1130	. . . . . . 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 21028	. . . . . 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 21048	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
78	4, 2	ringidcl 19314	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝐴))
79	77, 78	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
80	79	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
81	62, 80	jca 515	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴)))
82	11, 3, 4, 12	matvscl 21036	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴))) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
83	81, 82	syldan 594	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
84	3, 4	eqmat 21029	. . . . . 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 587	. . . . 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 260	. . . 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 2833	. . 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 2833	. 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 2833	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3106  Vcvv 3441  ifcif 4425  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135   ∈ cmpo 7137  Fincfn 8492  Basecbs 16475  ._rcmulr 16558   ·_𝑠 cvsca 16561  0_gc0g 16705  1_rcur 19244  Ringcrg 19290   Mat cmat 21012   DMat cdmat 21093

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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-ot 4534  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-iin 4884  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-isom 6333  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-of 7389  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-supp 7814  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-oadd 8089  df-er 8272  df-map 8391  df-ixp 8445  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-fsupp 8818  df-sup 8890  df-oi 8958  df-card 9352  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-4 11690  df-5 11691  df-6 11692  df-7 11693  df-8 11694  df-9 11695  df-n0 11886  df-z 11970  df-dec 12087  df-uz 12232  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-seq 13365  df-hash 13687  df-struct 16477  df-ndx 16478  df-slot 16479  df-base 16481  df-sets 16482  df-ress 16483  df-plusg 16570  df-mulr 16571  df-sca 16573  df-vsca 16574  df-ip 16575  df-tset 16576  df-ple 16577  df-ds 16579  df-hom 16581  df-cco 16582  df-0g 16707  df-gsum 16708  df-prds 16713  df-pws 16715  df-mre 16849  df-mrc 16850  df-acs 16852  df-mgm 17844  df-sgrp 17893  df-mnd 17904  df-mhm 17948  df-submnd 17949  df-grp 18098  df-minusg 18099  df-sbg 18100  df-mulg 18217  df-subg 18268  df-ghm 18348  df-cntz 18439  df-cmn 18900  df-abl 18901  df-mgp 19233  df-ur 19245  df-ring 19292  df-subrg 19526  df-lmod 19629  df-lss 19697  df-sra 19937  df-rgmod 19938  df-dsmm 20421  df-frlm 20436  df-mamu 20991  df-mat 21013  df-dmat 21095

This theorem is referenced by:  scmatmulcl  21123  scmatmhm  21139