Theorem scmatscmiddistr 20821

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 758	. . . . . 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 2779	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
5		scmatscmide.0	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
6		eqid 2779	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 DMat 𝑅) = (𝑁 DMat 𝑅)
7	3, 4, 5, 6	dmatid 20808	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
8	2, 7	syl5eqel 2871	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
9	8	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
10	1, 9	jca 504	. . . . 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 20816	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
14	10, 13	syldan 582	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
15		simprr 760	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑇 ∈ 𝐵)
16	15, 9	jca 504	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅)))
17	11, 3, 4, 12, 6	dmatscmcl 20816	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
18	16, 17	syldan 582	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
19	14, 18	jca 504	. . 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 6989	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 ∗ 1 )(.r‘𝐴)(𝑇 ∗ 1 ))
22	3, 4, 5, 6	dmatmul 20810	. . . 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 2827	. . 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 582	. 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 754	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑁 ∈ Fin)
26		simplr 756	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ Ring)
27	25, 26, 1	3jca 1108	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
28	27	3ad2ant1 1113	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
29		3simpc 1130	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁))
30	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 20820	. . . . . . 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 576	. . . . . 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 1108	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
33	32	3ad2ant1 1113	. . . . . . 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 20820	. . . . . . 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 576	. . . . . 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 6994	. . . . 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 4368	. . . 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 7049	. . 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 4356	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ) = 𝑆)
40		iftrue 4356	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ) = 𝑇)
41	39, 40	oveq12d 6994	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )) = (𝑆(.r‘𝑅)𝑇))
42	41	adantl 474	. . . . . 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 4380	. . . . 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 7049	. . . 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 2780	. . . . . . . 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 2792	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑖 = 𝑗 ↔ 𝑥 = 𝑦))
47		scmatscmiddistr.t	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ · = (.r‘𝑅)
48	47	eqcomi 2788	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (.r‘𝑅) = ·
49	48	oveqi 6989	. . . . . . . . . . 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 4373	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
52	51	adantl 474	. . . . . . . 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 758	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑥 ∈ 𝑁)
54		simprr 760	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑦 ∈ 𝑁)
55		ovex 7008	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 · 𝑇) ∈ V
56	5	fvexi 6513	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ V
57	55, 56	ifex 4398	. . . . . . . . 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 7118	. . . . . . 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 1108	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
61	11, 47	ringcl 19034	. . . . . . . . . 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 1108	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵))
64	3, 11, 5, 2, 12	scmatscmide 20820	. . . . . . . 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 572	. . . . . . 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 2818	. . . . . 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 3142	. . . . 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 2779	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
69	11, 68	ringcl 19034	. . . . . . . . . 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 19042	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 0 ∈ 𝐵)
72	71	adantl 474	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 0 ∈ 𝐵)
73	72	adantr 473	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 0 ∈ 𝐵)
74	70, 73	ifcld 4395	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) ∈ 𝐵)
75	74	3ad2ant1 1113	. . . . . . 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 20736	. . . . . 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 20756	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
78	4, 2	ringidcl 19041	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝐴))
79	77, 78	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
80	79	adantr 473	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
81	62, 80	jca 504	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴)))
82	11, 3, 4, 12	matvscl 20744	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴))) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
83	81, 82	syldan 582	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
84	3, 4	eqmat 20737	. . . . . 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 576	. . . . 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 249	. . . 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 2815	. . 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 2815	. 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 2815	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 387   ∧ w3a 1068   = wceq 1507   ∈ wcel 2050  ∀wral 3089  Vcvv 3416  ifcif 4350  ‘cfv 6188  (class class class)co 6976   ∈ cmpo 6978  Fincfn 8306  Basecbs 16339  ._rcmulr 16422   ·_𝑠 cvsca 16425  0_gc0g 16569  1_rcur 18974  Ringcrg 19020   Mat cmat 20720   DMat cdmat 20801

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1965  ax-8 2052  ax-9 2059  ax-10 2079  ax-11 2093  ax-12 2106  ax-13 2301  ax-ext 2751  ax-rep 5049  ax-sep 5060  ax-nul 5067  ax-pow 5119  ax-pr 5186  ax-un 7279  ax-cnex 10391  ax-resscn 10392  ax-1cn 10393  ax-icn 10394  ax-addcl 10395  ax-addrcl 10396  ax-mulcl 10397  ax-mulrcl 10398  ax-mulcom 10399  ax-addass 10400  ax-mulass 10401  ax-distr 10402  ax-i2m1 10403  ax-1ne0 10404  ax-1rid 10405  ax-rnegex 10406  ax-rrecex 10407  ax-cnre 10408  ax-pre-lttri 10409  ax-pre-lttrn 10410  ax-pre-ltadd 10411  ax-pre-mulgt0 10412

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3or 1069  df-3an 1070  df-tru 1510  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2016  df-mo 2547  df-eu 2584  df-clab 2760  df-cleq 2772  df-clel 2847  df-nfc 2919  df-ne 2969  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3418  df-sbc 3683  df-csb 3788  df-dif 3833  df-un 3835  df-in 3837  df-ss 3844  df-pss 3846  df-nul 4180  df-if 4351  df-pw 4424  df-sn 4442  df-pr 4444  df-tp 4446  df-op 4448  df-ot 4450  df-uni 4713  df-int 4750  df-iun 4794  df-iin 4795  df-br 4930  df-opab 4992  df-mpt 5009  df-tr 5031  df-id 5312  df-eprel 5317  df-po 5326  df-so 5327  df-fr 5366  df-se 5367  df-we 5368  df-xp 5413  df-rel 5414  df-cnv 5415  df-co 5416  df-dm 5417  df-rn 5418  df-res 5419  df-ima 5420  df-pred 5986  df-ord 6032  df-on 6033  df-lim 6034  df-suc 6035  df-iota 6152  df-fun 6190  df-fn 6191  df-f 6192  df-f1 6193  df-fo 6194  df-f1o 6195  df-fv 6196  df-isom 6197  df-riota 6937  df-ov 6979  df-oprab 6980  df-mpo 6981  df-of 7227  df-om 7397  df-1st 7501  df-2nd 7502  df-supp 7634  df-wrecs 7750  df-recs 7812  df-rdg 7850  df-1o 7905  df-oadd 7909  df-er 8089  df-map 8208  df-ixp 8260  df-en 8307  df-dom 8308  df-sdom 8309  df-fin 8310  df-fsupp 8629  df-sup 8701  df-oi 8769  df-card 9162  df-pnf 10476  df-mnf 10477  df-xr 10478  df-ltxr 10479  df-le 10480  df-sub 10672  df-neg 10673  df-nn 11440  df-2 11503  df-3 11504  df-4 11505  df-5 11506  df-6 11507  df-7 11508  df-8 11509  df-9 11510  df-n0 11708  df-z 11794  df-dec 11912  df-uz 12059  df-fz 12709  df-fzo 12850  df-seq 13185  df-hash 13506  df-struct 16341  df-ndx 16342  df-slot 16343  df-base 16345  df-sets 16346  df-ress 16347  df-plusg 16434  df-mulr 16435  df-sca 16437  df-vsca 16438  df-ip 16439  df-tset 16440  df-ple 16441  df-ds 16443  df-hom 16445  df-cco 16446  df-0g 16571  df-gsum 16572  df-prds 16577  df-pws 16579  df-mre 16715  df-mrc 16716  df-acs 16718  df-mgm 17710  df-sgrp 17752  df-mnd 17763  df-mhm 17803  df-submnd 17804  df-grp 17894  df-minusg 17895  df-sbg 17896  df-mulg 18012  df-subg 18060  df-ghm 18127  df-cntz 18218  df-cmn 18668  df-abl 18669  df-mgp 18963  df-ur 18975  df-ring 19022  df-subrg 19256  df-lmod 19358  df-lss 19426  df-sra 19666  df-rgmod 19667  df-dsmm 20578  df-frlm 20593  df-mamu 20697  df-mat 20721  df-dmat 20803

This theorem is referenced by:  scmatmulcl  20831  scmatmhm  20847