MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  smadiadetlem0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem smadiadetlem0 21851
Description: Lemma 0 for smadiadet 21860: The products of the Leibniz' formula vanish for all permutations fixing the index of the row containing the 0's and the 1 to the column with the 1. (Contributed by AV, 3-Jan-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
marep01ma.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
marep01ma.b 𝐵 = (Base‘𝐴)
marep01ma.r 𝑅 ∈ CRing
marep01ma.0 0 = (0g𝑅)
marep01ma.1 1 = (1r𝑅)
smadiadetlem.p 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
smadiadetlem.g 𝐺 = (mulGrp‘𝑅)
Assertion
Ref Expression
smadiadetlem0 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → (𝐺 Σg (𝑛𝑁 ↦ (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)))) = 0 ))
Distinct variable groups:   𝑖,𝑗,𝑛,𝐵   𝑖,𝑞,𝐾,𝑗,𝑛   𝑖,𝐿,𝑗,𝑛,𝑞   𝑖,𝑀,𝑗,𝑛   𝑖,𝑁,𝑗,𝑛   𝑃,𝑖,𝑗,𝑛,𝑞   𝑄,𝑖,𝑗,𝑛,𝑞   𝑅,𝑖,𝑗,𝑛   1 ,𝑖,𝑗,𝑛   0 ,𝑖,𝑗,𝑛   𝑛,𝐺
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑖,𝑗,𝑛,𝑞)   𝐵(𝑞)   𝑅(𝑞)   1 (𝑞)   𝐺(𝑖,𝑗,𝑞)   𝑀(𝑞)   𝑁(𝑞)   0 (𝑞)

Proof of Theorem smadiadetlem0
Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 smadiadetlem.g . . 3 𝐺 = (mulGrp‘𝑅)
2 marep01ma.0 . . 3 0 = (0g𝑅)
3 marep01ma.r . . . 4 𝑅 ∈ CRing
43a1i 11 . . 3 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑅 ∈ CRing)
5 marep01ma.a . . . . . . 7 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
6 marep01ma.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐴)
75, 6matrcl 21600 . . . . . 6 (𝑀𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
87simpld 496 . . . . 5 (𝑀𝐵𝑁 ∈ Fin)
983ad2ant1 1133 . . . 4 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
109adantr 482 . . 3 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑁 ∈ Fin)
11 crngring 19836 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
123, 11mp1i 13 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑅 ∈ Ring)
13 eldifi 4067 . . . . . . 7 (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → 𝑄𝑃)
1413adantl 483 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑄𝑃)
15 marep01ma.1 . . . . . . . . 9 1 = (1r𝑅)
165, 6, 3, 2, 15marep01ma 21850 . . . . . . . 8 (𝑀𝐵 → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
17163ad2ant1 1133 . . . . . . 7 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
1817adantr 482 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
19 smadiadetlem.p . . . . . . 7 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
205, 6, 19matepm2cl 21653 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑄𝑃 ∧ (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵) → ∀𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) ∈ (Base‘𝑅))
2112, 14, 18, 20syl3anc 1371 . . . . 5 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → ∀𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) ∈ (Base‘𝑅))
22 id 22 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑛𝑚 = 𝑛)
23 fveq2 6800 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑛 → (𝑄𝑚) = (𝑄𝑛))
2422, 23oveq12d 7321 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑛 → (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)))
2524eleq1d 2821 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑛 → ((𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) ∈ (Base‘𝑅) ↔ (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)) ∈ (Base‘𝑅)))
2625rspccv 3563 . . . . 5 (∀𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) ∈ (Base‘𝑅) → (𝑛𝑁 → (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)) ∈ (Base‘𝑅)))
2721, 26syl 17 . . . 4 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → (𝑛𝑁 → (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)) ∈ (Base‘𝑅)))
2827imp 408 . . 3 ((((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) ∧ 𝑛𝑁) → (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)) ∈ (Base‘𝑅))
29 id 22 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚𝑛 = 𝑚)
30 fveq2 6800 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚 → (𝑄𝑛) = (𝑄𝑚))
3129, 30oveq12d 7321 . . . 4 (𝑛 = 𝑚 → (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)) = (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)))
3231adantl 483 . . 3 ((((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) ∧ 𝑛 = 𝑚) → (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)) = (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)))
3319, 2, 15symgmatr01 21844 . . . . 5 ((𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 ))
34333adant1 1130 . . . 4 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 ))
3534imp 408 . . 3 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 )
361, 2, 4, 10, 28, 32, 35gsummgp0 19888 . 2 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → (𝐺 Σg (𝑛𝑁 ↦ (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)))) = 0 )
3736ex 414 1 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → (𝐺 Σg (𝑛𝑁 ↦ (𝑛(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑛)))) = 0 ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 397  w3a 1087   = wceq 1539  wcel 2104  wral 3062  wrex 3071  {crab 3284  Vcvv 3437  cdif 3889  ifcif 4465  cmpt 5164  cfv 6454  (class class class)co 7303  cmpo 7305  Fincfn 8760  Basecbs 16953  0gc0g 17191   Σg cgsu 17192  SymGrpcsymg 19015  mulGrpcmgp 19761  1rcur 19778  Ringcrg 19824  CRingccrg 19825   Mat cmat 21595
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2707  ax-rep 5218  ax-sep 5232  ax-nul 5239  ax-pow 5297  ax-pr 5361  ax-un 7616  ax-cnex 10969  ax-resscn 10970  ax-1cn 10971  ax-icn 10972  ax-addcl 10973  ax-addrcl 10974  ax-mulcl 10975  ax-mulrcl 10976  ax-mulcom 10977  ax-addass 10978  ax-mulass 10979  ax-distr 10980  ax-i2m1 10981  ax-1ne0 10982  ax-1rid 10983  ax-rnegex 10984  ax-rrecex 10985  ax-cnre 10986  ax-pre-lttri 10987  ax-pre-lttrn 10988  ax-pre-ltadd 10989  ax-pre-mulgt0 10990
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3285  df-reu 3286  df-rab 3287  df-v 3439  df-sbc 3722  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-pss 3911  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4566  df-pr 4568  df-tp 4570  df-op 4572  df-ot 4574  df-uni 4845  df-int 4887  df-iun 4933  df-iin 4934  df-br 5082  df-opab 5144  df-mpt 5165  df-tr 5199  df-id 5496  df-eprel 5502  df-po 5510  df-so 5511  df-fr 5551  df-se 5552  df-we 5553  df-xp 5602  df-rel 5603  df-cnv 5604  df-co 5605  df-dm 5606  df-rn 5607  df-res 5608  df-ima 5609  df-pred 6213  df-ord 6280  df-on 6281  df-lim 6282  df-suc 6283  df-iota 6406  df-fun 6456  df-fn 6457  df-f 6458  df-f1 6459  df-fo 6460  df-f1o 6461  df-fv 6462  df-isom 6463  df-riota 7260  df-ov 7306  df-oprab 7307  df-mpo 7308  df-of 7561  df-om 7741  df-1st 7859  df-2nd 7860  df-supp 8005  df-frecs 8124  df-wrecs 8155  df-recs 8229  df-rdg 8268  df-1o 8324  df-er 8525  df-map 8644  df-ixp 8713  df-en 8761  df-dom 8762  df-sdom 8763  df-fin 8764  df-fsupp 9169  df-sup 9241  df-oi 9309  df-card 9737  df-pnf 11053  df-mnf 11054  df-xr 11055  df-ltxr 11056  df-le 11057  df-sub 11249  df-neg 11250  df-nn 12016  df-2 12078  df-3 12079  df-4 12080  df-5 12081  df-6 12082  df-7 12083  df-8 12084  df-9 12085  df-n0 12276  df-z 12362  df-dec 12480  df-uz 12625  df-fz 13282  df-fzo 13425  df-seq 13764  df-hash 14087  df-struct 16889  df-sets 16906  df-slot 16924  df-ndx 16936  df-base 16954  df-ress 16983  df-plusg 17016  df-mulr 17017  df-sca 17019  df-vsca 17020  df-ip 17021  df-tset 17022  df-ple 17023  df-ds 17025  df-hom 17027  df-cco 17028  df-0g 17193  df-gsum 17194  df-prds 17199  df-pws 17201  df-mre 17336  df-mrc 17337  df-acs 17339  df-mgm 18367  df-sgrp 18416  df-mnd 18427  df-submnd 18472  df-efmnd 18549  df-grp 18621  df-mulg 18742  df-cntz 18964  df-symg 19016  df-cmn 19429  df-mgp 19762  df-ur 19779  df-ring 19826  df-cring 19827  df-sra 20475  df-rgmod 20476  df-dsmm 20980  df-frlm 20995  df-mat 21596
This theorem is referenced by:  smadiadetlem1a  21853
  Copyright terms: Public domain W3C validator