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

Theorem scmatscmiddistr 22440
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 2725 . . . . . . . . 9 (Baseโ€˜๐ด) = (Baseโ€˜๐ด)
5 scmatscmide.0 . . . . . . . . 9 0 = (0gโ€˜๐‘…)
6 eqid 2725 . . . . . . . . 9 (๐‘ DMat ๐‘…) = (๐‘ DMat ๐‘…)
73, 4, 5, 6dmatid 22427 . . . . . . . 8 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ (1rโ€˜๐ด) โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
82, 7eqeltrid 2829 . . . . . . 7 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ 1 โˆˆ (๐‘ DMat ๐‘…))
98adantr 479 . . . . . 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 510 . . . . 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 22435 . . . . 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 589 . . . 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 510 . . . . 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 22435 . . . . 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 589 . . . 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 510 . . 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 7430 . . . 4 ((๐‘† โˆ— 1 ) ร— (๐‘‡ โˆ— 1 )) = ((๐‘† โˆ— 1 )(.rโ€˜๐ด)(๐‘‡ โˆ— 1 ))
223, 4, 5, 6dmatmul 22429 . . . 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 2777 . . 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 589 . 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 1125 . . . . . . . 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 1130 . . . . . . 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 1147 . . . . . . 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 22439 . . . . . . 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 582 . . . . . 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 1125 . . . . . . . 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 1130 . . . . . . 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 22439 . . . . . . 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 582 . . . . . 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 7435 . . . . 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 4548 . . . 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 7495 . . 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 4535 . . . . . . . 8 (๐‘– = ๐‘— โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 ) = ๐‘†)
40 iftrue 4535 . . . . . . . 8 (๐‘– = ๐‘— โ†’ if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 ) = ๐‘‡)
4139, 40oveq12d 7435 . . . . . . 7 (๐‘– = ๐‘— โ†’ (if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘†, 0 )(.rโ€˜๐‘…)if(๐‘– = ๐‘—, ๐‘‡, 0 )) = (๐‘†(.rโ€˜๐‘…)๐‘‡))
4241adantl 480 . . . . . 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 4560 . . . . 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 7495 . . . 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 2726 . . . . . . . 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 2742 . . . . . . . . . 10 ((๐‘– = ๐‘ฅ โˆง ๐‘— = ๐‘ฆ) โ†’ (๐‘– = ๐‘— โ†” ๐‘ฅ = ๐‘ฆ))
47 scmatscmiddistr.t . . . . . . . . . . . . 13 ยท = (.rโ€˜๐‘…)
4847eqcomi 2734 . . . . . . . . . . . 12 (.rโ€˜๐‘…) = ยท
4948oveqi 7430 . . . . . . . . . . 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 4553 . . . . . . . . 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 480 . . . . . . . 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 7450 . . . . . . . . . 10 (๐‘† ยท ๐‘‡) โˆˆ V
565fvexi 6908 . . . . . . . . . 10 0 โˆˆ V
5755, 56ifex 4579 . . . . . . . . 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 7571 . . . . . . 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 1125 . . . . . . . . . 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 20194 . . . . . . . . . 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 1125 . . . . . . . 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 22439 . . . . . . . 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 578 . . . . . . 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 2768 . . . . . 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 3191 . . . . 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 2725 . . . . . . . . . . 11 (.rโ€˜๐‘…) = (.rโ€˜๐‘…)
6911, 68ringcl 20194 . . . . . . . . . 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 20207 . . . . . . . . . . 11 (๐‘… โˆˆ Ring โ†’ 0 โˆˆ ๐ต)
7271adantl 480 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ 0 โˆˆ ๐ต)
7372adantr 479 . . . . . . . . 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 4575 . . . . . . . 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 1130 . . . . . . 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 22355 . . . . . 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 22375 . . . . . . . . . 10 ((๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring)
784, 2ringidcl 20206 . . . . . . . . . 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 479 . . . . . . . 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 510 . . . . . . 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 22363 . . . . . . 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 589 . . . . . 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 22356 . . . . . 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 582 . . . . 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 2765 . . 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 2765 . 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 2765 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 394   โˆง w3a 1084   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  โˆ€wral 3051  Vcvv 3463  ifcif 4529  โ€˜cfv 6547  (class class class)co 7417   โˆˆ cmpo 7419  Fincfn 8962  Basecbs 17179  .rcmulr 17233   ยท๐‘  cvsca 17236  0gc0g 17420  1rcur 20125  Ringcrg 20177   Mat cmat 22337   DMat cdmat 22420
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7739  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3775  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3965  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 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  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 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6499  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-isom 6556  df-riota 7373  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7683  df-om 7870  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8164  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8723  df-map 8845  df-ixp 8915  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-fsupp 9386  df-sup 9465  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-seq 13999  df-hash 14322  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-ress 17209  df-plusg 17245  df-mulr 17246  df-sca 17248  df-vsca 17249  df-ip 17250  df-tset 17251  df-ple 17252  df-ds 17254  df-hom 17256  df-cco 17257  df-0g 17422  df-gsum 17423  df-prds 17428  df-pws 17430  df-mre 17565  df-mrc 17566  df-acs 17568  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-mhm 18739  df-submnd 18740  df-grp 18897  df-minusg 18898  df-sbg 18899  df-mulg 19028  df-subg 19082  df-ghm 19172  df-cntz 19272  df-cmn 19741  df-abl 19742  df-mgp 20079  df-rng 20097  df-ur 20126  df-ring 20179  df-subrg 20512  df-lmod 20749  df-lss 20820  df-sra 21062  df-rgmod 21063  df-dsmm 21670  df-frlm 21685  df-mamu 22321  df-mat 22338  df-dmat 22422
This theorem is referenced by:  scmatmulcl  22450  scmatmhm  22466
  Copyright terms: Public domain W3C validator