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Theorem scmatscmiddistr 22878
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 2763 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
5 scmatscmide.0 . . . . . . . . 9 0 = (0g‘𝑅)
6 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (𝑁 DMat 𝑅) = (𝑁 DMat 𝑅)
73, 4, 5, 6dmatid 22865 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (1r‘𝐴) ∈ (𝑁 DMat 𝑅))
82, 7eqeltrid 2868 . . . . . . 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 22873 . . . . 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 22873 . . . . 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 7464 . . . 4 ((𝑆 ∗ 1 ) × (𝑇 ∗ 1 )) = ((𝑆 ∗ 1 )(.r‘𝐴)(𝑇 ∗ 1 ))
223, 4, 5, 6dmatmul 22867 . . . 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 2810 . . 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 22877 . . . . . . 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 22877 . . . . . . 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 7469 . . . . 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 4505 . . . 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 7528 . . 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 4491 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑆, 0 ) = 𝑆)
40 iftrue 4491 . . . . . . . 8 (𝑖 = 𝑗 → if(𝑖 = 𝑗, 𝑇, 0 ) = 𝑇)
4139, 40oveq12d 7469 . . . . . . 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 4517 . . . . 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 7528 . . . 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 2764 . . . . . . . 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 2780 . . . . . . . . . 10 ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑖 = 𝑗 ↔ 𝑥 = 𝑦))
47 scmatscmiddistr.t . . . . . . . . . . . . 13 · = (.r‘𝑅)
4847eqcomi 2772 . . . . . . . . . . . 12 (.r‘𝑅) = ·
4948oveqi 7464 . . . . . . . . . . 11 (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) = (𝑆 · 𝑇)
5049a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝑖 = 𝑥 ∧ 𝑗 = 𝑦) → (𝑆(.r‘𝑅)𝑇) = (𝑆 · 𝑇))
5146, 50ifbieq1d 4510 . . . . . . . . 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 7484 . . . . . . . . . 10 (𝑆 · 𝑇) ∈ V
565fvexi 6930 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
5755, 56ifex 4536 . . . . . . . . 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 7604 . . . . . . 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 20528 . . . . . . . . . 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 22877 . . . . . . . 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 2801 . . . . . 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 3209 . . . . 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 2763 . . . . . . . . . . 11 (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
6911, 68ringcl 20528 . . . . . . . . . 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 20547 . . . . . . . . . . 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 4532 . . . . . . . 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 22793 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ (𝑆 ∈ 𝐵 ∧ 𝑇 ∈ 𝐵)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝑗, (𝑆(.r‘𝑅)𝑇), 0 )) ∈ (Base‘𝐴))
773matring 22813 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
784, 2ringidcl 20545 . . . . . . . . . 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 22801 . . . . . . 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 22794 . . . . . 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 2798 . . 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 2798 . 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 2798 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 2147  ∀wral 3080  Vcvv 3454  ifcif 4485  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ∈ cmpo 7453  Fincfn 9011  Basecbs 17431  .rcmulr 17473   ·𝑠 cvsca 17476  0gc0g 17660  1rcur 20458  Ringcrg 20510   Mat cmat 22777   DMat cdmat 22858
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-ot 4864  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-sup 9471  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-hash 14516  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-hom 17497  df-cco 17498  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-prds 17668  df-pws 17670  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-mhm 19028  df-submnd 19029  df-grp 19197  df-minusg 19198  df-sbg 19199  df-mulg 19328  df-subg 19383  df-ghm 19478  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-abl 20048  df-mgp 20412  df-rng 20426  df-ur 20459  df-ring 20512  df-subrg 20873  df-lmod 21188  df-lss 21258  df-sra 21499  df-rgmod 21500  df-dsmm 22093  df-frlm 22108  df-mamu 22761  df-mat 22778  df-dmat 22860
This theorem is used by:  scmatmulcl  22888  scmatmhm  22904
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