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

Theorem smadiadetlem0 21246
Description: Lemma 0 for smadiadet 21255: 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 20997 . . . . . 6 (𝑀𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
87simpld 498 . . . . 5 (𝑀𝐵𝑁 ∈ Fin)
983ad2ant1 1130 . . . 4 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
109adantr 484 . . 3 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑁 ∈ Fin)
11 crngring 19287 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
123, 11mp1i 13 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑅 ∈ Ring)
13 eldifi 4079 . . . . . . 7 (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → 𝑄𝑃)
1413adantl 485 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑄𝑃)
15 marep01ma.1 . . . . . . . . 9 1 = (1r𝑅)
165, 6, 3, 2, 15marep01ma 21245 . . . . . . . 8 (𝑀𝐵 → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
17163ad2ant1 1130 . . . . . . 7 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
1817adantr 484 . . . . . 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 21048 . . . . . 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 1368 . . . . 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 6643 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑛 → (𝑄𝑚) = (𝑄𝑛))
2422, 23oveq12d 7148 . . . . . . 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 2896 . . . . . 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 3597 . . . . 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 410 . . 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 6643 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚 → (𝑄𝑛) = (𝑄𝑚))
3129, 30oveq12d 7148 . . . 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 485 . . 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 21239 . . . . 5 ((𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 ))
34333adant1 1127 . . . 4 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 ))
3534imp 410 . . 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 19337 . 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 416 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 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2115  wral 3126  wrex 3127  {crab 3130  Vcvv 3471  cdif 3907  ifcif 4440  cmpt 5119  cfv 6328  (class class class)co 7130  cmpo 7132  Fincfn 8484  Basecbs 16462  0gc0g 16692   Σg cgsu 16693  SymGrpcsymg 18474  mulGrpcmgp 19218  1rcur 19230  Ringcrg 19276  CRingccrg 19277   Mat cmat 20992
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2178  ax-ext 2793  ax-rep 5163  ax-sep 5176  ax-nul 5183  ax-pow 5239  ax-pr 5303  ax-un 7436  ax-cnex 10570  ax-resscn 10571  ax-1cn 10572  ax-icn 10573  ax-addcl 10574  ax-addrcl 10575  ax-mulcl 10576  ax-mulrcl 10577  ax-mulcom 10578  ax-addass 10579  ax-mulass 10580  ax-distr 10581  ax-i2m1 10582  ax-1ne0 10583  ax-1rid 10584  ax-rnegex 10585  ax-rrecex 10586  ax-cnre 10587  ax-pre-lttri 10588  ax-pre-lttrn 10589  ax-pre-ltadd 10590  ax-pre-mulgt0 10591
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2623  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2892  df-nfc 2960  df-ne 3008  df-nel 3112  df-ral 3131  df-rex 3132  df-reu 3133  df-rmo 3134  df-rab 3135  df-v 3473  df-sbc 3750  df-csb 3858  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4267  df-if 4441  df-pw 4514  df-sn 4541  df-pr 4543  df-tp 4545  df-op 4547  df-ot 4549  df-uni 4812  df-int 4850  df-iun 4894  df-iin 4895  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5120  df-tr 5146  df-id 5433  df-eprel 5438  df-po 5447  df-so 5448  df-fr 5487  df-se 5488  df-we 5489  df-xp 5534  df-rel 5535  df-cnv 5536  df-co 5537  df-dm 5538  df-rn 5539  df-res 5540  df-ima 5541  df-pred 6121  df-ord 6167  df-on 6168  df-lim 6169  df-suc 6170  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7088  df-ov 7133  df-oprab 7134  df-mpo 7135  df-of 7384  df-om 7556  df-1st 7664  df-2nd 7665  df-supp 7806  df-wrecs 7922  df-recs 7983  df-rdg 8021  df-1o 8077  df-oadd 8081  df-er 8264  df-map 8383  df-ixp 8437  df-en 8485  df-dom 8486  df-sdom 8487  df-fin 8488  df-fsupp 8810  df-sup 8882  df-oi 8950  df-card 9344  df-pnf 10654  df-mnf 10655  df-xr 10656  df-ltxr 10657  df-le 10658  df-sub 10849  df-neg 10850  df-nn 11616  df-2 11678  df-3 11679  df-4 11680  df-5 11681  df-6 11682  df-7 11683  df-8 11684  df-9 11685  df-n0 11876  df-z 11960  df-dec 12077  df-uz 12222  df-fz 12876  df-fzo 13017  df-seq 13353  df-hash 13675  df-struct 16464  df-ndx 16465  df-slot 16466  df-base 16468  df-sets 16469  df-ress 16470  df-plusg 16557  df-mulr 16558  df-sca 16560  df-vsca 16561  df-ip 16562  df-tset 16563  df-ple 16564  df-ds 16566  df-hom 16568  df-cco 16569  df-0g 16694  df-gsum 16695  df-prds 16700  df-pws 16702  df-mre 16836  df-mrc 16837  df-acs 16839  df-mgm 17831  df-sgrp 17880  df-mnd 17891  df-submnd 17936  df-efmnd 18013  df-grp 18085  df-mulg 18204  df-cntz 18426  df-symg 18475  df-cmn 18887  df-mgp 19219  df-ur 19231  df-ring 19278  df-cring 19279  df-sra 19920  df-rgmod 19921  df-dsmm 20852  df-frlm 20867  df-mat 20993
This theorem is referenced by:  smadiadetlem1a  21248
  Copyright terms: Public domain W3C validator