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Theorem scmatscmiddistr 22816
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.
StepHypRef Expression
1 simprl 783 . . . . . 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 2761 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
5 scmatscmide.0 . . . . . . . . 9 0 = (0g‘𝑅)
6 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (𝑁 DMat 𝑅) = (𝑁 DMat 𝑅)
73, 4, 5, 6dmatid 22803 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
82, 7eqeltrid 2865 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
98adantr 486 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
101, 9jca 521 . . . . 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)
1311, 3, 4, 12, 6dmatscmcl 22811 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
1410, 13syldan 603 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
15 simprr 785 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑇 ∈ 𝐵)
1615, 9jca 521 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅)))
1711, 3, 4, 12, 6dmatscmcl 22811 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑇 ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (𝑁 DMat 𝑅))) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
1816, 17syldan 603 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑇 ∗ 1 ) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
1914, 18jca 521 . . 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)
2120oveqi 7431 . . . 4 ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 ∗ 1 )(.r‘𝐴)(𝑇 ∗ 1 ))
223, 4, 5, 6dmatmul 22805 . . . 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 )))
2321, 22eqtrid 2808 . . 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 )))
2419, 23syldan 603 . 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 779 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑁 ∈ Fin)
26 simplr 781 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ Ring)
2725, 26, 13jca 1146 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
28273ad2ant1 1151 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵))
29 3simpc 1168 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁))
303, 11, 5, 2, 12scmatscmide 22815 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ))
3128, 29, 30syl2anc 596 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑆 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ))
3225, 26, 153jca 1146 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
33323ad2ant1 1151 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
343, 11, 5, 2, 12scmatscmide 22815 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑇 ∈ 𝐵) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ))
3533, 29, 34syl2anc 596 . . . . . 6 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑇 ∗ 1 )𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ))
3631, 35oveq12d 7436 . . . . 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 )))
3736ifeq1d 4502 . . . 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 ))
3837mpoeq3dva 7495 . . 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 4488 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ) = 𝑆)
40 iftrue 4488 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ) = 𝑇)
4139, 40oveq12d 7436 . . . . . . 7 (𝑖 = 𝑗 → (if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 )(.r‘𝑅)if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 )) = (𝑆(.r‘𝑅)𝑇))
4241adantl 487 . . . . . 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))
4342ifeq1da 4514 . . . . 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 ))
4443mpoeq3dva 7495 . . . 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 2762 . . . . . . . 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 2778 . . . . . . . . . 10 ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑖 = 𝑗 ↔ 𝑥 = 𝑦))
47 scmatscmiddistr.t . . . . . . . . . . . . 13 · = (.r‘𝑅)
4847eqcomi 2770 . . . . . . . . . . . 12 (.r‘𝑅) = ·
4948oveqi 7431 . . . . . . . . . . 11 (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) = (𝑆 · 𝑇)
5049a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) = (𝑆 · 𝑇))
5146, 50ifbieq1d 4507 . . . . . . . . 9 ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
5251adantl 487 . . . . . . . 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 783 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑥 ∈ 𝑁)
54 simprr 785 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → 𝑦 ∈ 𝑁)
55 ovex 7451 . . . . . . . . . 10 (𝑆 · 𝑇) ∈ V
565fvexi 6897 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
5755, 56ifex 4533 . . . . . . . . 9 if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ) ∈ V
5857a1i 11 . . . . . . . 8 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ) ∈ V)
5945, 52, 53, 54, 58ovmpod 7570 . . . . . . 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 ))
6026, 1, 153jca 1146 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵))
6111, 47ringcl 20470 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵) → (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵)
6260, 61syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵)
6325, 26, 623jca 1146 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵))
643, 11, 5, 2, 12scmatscmide 22815 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
6563, 64sylan 592 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑁 ∧ 𝑦 ∈ 𝑁)) → (𝑥((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 )𝑦) = if(𝑥 = 𝑦, (𝑆 · 𝑇), 0 ))
6659, 65eqtr4d 2799 . . . . . 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))
6766ralrimivva 3206 . . . . 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 2761 . . . . . . . . . . 11 (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
6911, 68ringcl 20470 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) ∈ 𝐵)
7060, 69syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) ∈ 𝐵)
7111, 5ring0cl 20489 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 0 ∈ 𝐵)
7271adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 0 ∈ 𝐵)
7372adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 0 ∈ 𝐵)
7470, 73ifcld 4529 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) ∈ 𝐵)
75743ad2ant1 1151 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 ) ∈ 𝐵)
763, 11, 4, 25, 26, 75matbas2d 22731 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) ∈ (Base‘𝐴))
773matring 22751 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
784, 2ringidcl 20487 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝐴))
7977, 78syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
8079adantr 486 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → 1 ∈ (Base‘𝐴))
8162, 80jca 521 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴)))
8211, 3, 4, 12matvscl 22739 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑆 · 𝑇) ∈ 𝐵 ∧ 1 ∈ (Base‘𝐴))) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
8381, 82syldan 603 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ) ∈ (Base‘𝐴))
843, 4eqmat 22732 . . . . . 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)))
8576, 83, 84syl2anc 596 . . . . 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)))
8667, 85mpbird 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 ))
8744, 86eqtrd 2796 . . 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 ))
8838, 87eqtrd 2796 . 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 ))
8924, 88eqtrd 2796 1 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 · 𝑇) ∗ 1 ))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  Vcvv 3451  ifcif 4482  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418   ∈ cmpo 7420  Fincfn 8966  Basecbs 17380  .rcmulr 17422   ·𝑠 cvsca 17425  0gc0g 17603  1rcur 20400  Ringcrg 20452   Mat cmat 22715   DMat cdmat 22796
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-ot 4593  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-of 7691  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-2o 8470  df-er 8710  df-map 8842  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-sup 9427  df-oi 9497  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-uz 12959  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-seq 14138  df-hash 14468  df-struct 17318  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-mulr 17435  df-sca 17437  df-vsca 17438  df-ip 17439  df-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-hom 17445  df-cco 17446  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-prds 17611  df-pws 17613  df-mre 17749  df-mrc 17750  df-acs 17752  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-mhm 18971  df-submnd 18972  df-grp 19140  df-minusg 19141  df-sbg 19142  df-mulg 19271  df-subg 19326  df-ghm 19421  df-cntz 19524  df-cmn 19989  df-abl 19990  df-mgp 20354  df-rng 20368  df-ur 20401  df-ring 20454  df-subrg 20815  df-lmod 21130  df-lss 21200  df-sra 21441  df-rgmod 21442  df-dsmm 22031  df-frlm 22046  df-mamu 22699  df-mat 22716  df-dmat 22798
This theorem is used by:  scmatmulcl  22826  scmatmhm  22842
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