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

Theorem smadiadetlem0 21882
Description: Lemma 0 for smadiadet 21891: 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 21631 . . . . . 6 (𝑀𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
87simpld 495 . . . . 5 (𝑀𝐵𝑁 ∈ Fin)
983ad2ant1 1132 . . . 4 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
109adantr 481 . . 3 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑁 ∈ Fin)
11 crngring 19863 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
123, 11mp1i 13 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑅 ∈ Ring)
13 eldifi 4072 . . . . . . 7 (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → 𝑄𝑃)
1413adantl 482 . . . . . 6 (((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿})) → 𝑄𝑃)
15 marep01ma.1 . . . . . . . . 9 1 = (1r𝑅)
165, 6, 3, 2, 15marep01ma 21881 . . . . . . . 8 (𝑀𝐵 → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
17163ad2ant1 1132 . . . . . . 7 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
1817adantr 481 . . . . . 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 21684 . . . . . 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 1370 . . . . 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 6811 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑛 → (𝑄𝑚) = (𝑄𝑛))
2422, 23oveq12d 7333 . . . . . . 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 2822 . . . . . 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 3567 . . . . 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 407 . . 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 6811 . . . . 5 (𝑛 = 𝑚 → (𝑄𝑛) = (𝑄𝑚))
3129, 30oveq12d 7333 . . . 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 482 . . 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 21875 . . . . 5 ((𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 ))
34333adant1 1129 . . . 4 ((𝑀𝐵𝐾𝑁𝐿𝑁) → (𝑄 ∈ (𝑃 ∖ {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐿}) → ∃𝑚𝑁 (𝑚(𝑖𝑁, 𝑗𝑁 ↦ if(𝑖 = 𝐾, if(𝑗 = 𝐿, 1 , 0 ), (𝑖𝑀𝑗)))(𝑄𝑚)) = 0 ))
3534imp 407 . . 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 19915 . 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 413 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 396  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2105  wral 3062  wrex 3071  {crab 3404  Vcvv 3441  cdif 3894  ifcif 4471  cmpt 5170  cfv 6465  (class class class)co 7315  cmpo 7317  Fincfn 8781  Basecbs 16982  0gc0g 17220   Σg cgsu 17221  SymGrpcsymg 19043  mulGrpcmgp 19788  1rcur 19805  Ringcrg 19851  CRingccrg 19852   Mat cmat 21626
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5238  ax-nul 5245  ax-pow 5303  ax-pr 5367  ax-un 7628  ax-cnex 11000  ax-resscn 11001  ax-1cn 11002  ax-icn 11003  ax-addcl 11004  ax-addrcl 11005  ax-mulcl 11006  ax-mulrcl 11007  ax-mulcom 11008  ax-addass 11009  ax-mulass 11010  ax-distr 11011  ax-i2m1 11012  ax-1ne0 11013  ax-1rid 11014  ax-rnegex 11015  ax-rrecex 11016  ax-cnre 11017  ax-pre-lttri 11018  ax-pre-lttrn 11019  ax-pre-ltadd 11020  ax-pre-mulgt0 11021
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3405  df-v 3443  df-sbc 3727  df-csb 3843  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3916  df-nul 4268  df-if 4472  df-pw 4547  df-sn 4572  df-pr 4574  df-tp 4576  df-op 4578  df-ot 4580  df-uni 4851  df-int 4893  df-iun 4939  df-iin 4940  df-br 5088  df-opab 5150  df-mpt 5171  df-tr 5205  df-id 5507  df-eprel 5513  df-po 5521  df-so 5522  df-fr 5562  df-se 5563  df-we 5564  df-xp 5613  df-rel 5614  df-cnv 5615  df-co 5616  df-dm 5617  df-rn 5618  df-res 5619  df-ima 5620  df-pred 6224  df-ord 6291  df-on 6292  df-lim 6293  df-suc 6294  df-iota 6417  df-fun 6467  df-fn 6468  df-f 6469  df-f1 6470  df-fo 6471  df-f1o 6472  df-fv 6473  df-isom 6474  df-riota 7272  df-ov 7318  df-oprab 7319  df-mpo 7320  df-of 7573  df-om 7758  df-1st 7876  df-2nd 7877  df-supp 8025  df-frecs 8144  df-wrecs 8175  df-recs 8249  df-rdg 8288  df-1o 8344  df-er 8546  df-map 8665  df-ixp 8734  df-en 8782  df-dom 8783  df-sdom 8784  df-fin 8785  df-fsupp 9199  df-sup 9271  df-oi 9339  df-card 9768  df-pnf 11084  df-mnf 11085  df-xr 11086  df-ltxr 11087  df-le 11088  df-sub 11280  df-neg 11281  df-nn 12047  df-2 12109  df-3 12110  df-4 12111  df-5 12112  df-6 12113  df-7 12114  df-8 12115  df-9 12116  df-n0 12307  df-z 12393  df-dec 12511  df-uz 12656  df-fz 13313  df-fzo 13456  df-seq 13795  df-hash 14118  df-struct 16918  df-sets 16935  df-slot 16953  df-ndx 16965  df-base 16983  df-ress 17012  df-plusg 17045  df-mulr 17046  df-sca 17048  df-vsca 17049  df-ip 17050  df-tset 17051  df-ple 17052  df-ds 17054  df-hom 17056  df-cco 17057  df-0g 17222  df-gsum 17223  df-prds 17228  df-pws 17230  df-mre 17365  df-mrc 17366  df-acs 17368  df-mgm 18396  df-sgrp 18445  df-mnd 18456  df-submnd 18501  df-efmnd 18577  df-grp 18649  df-mulg 18770  df-cntz 18992  df-symg 19044  df-cmn 19456  df-mgp 19789  df-ur 19806  df-ring 19853  df-cring 19854  df-sra 20506  df-rgmod 20507  df-dsmm 21011  df-frlm 21026  df-mat 21627
This theorem is referenced by:  smadiadetlem1a  21884
  Copyright terms: Public domain W3C validator