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Theorem cayhamlem4 19156
Description: Lemma for cayleyhamilton 19158. (Contributed by AV, 25-Nov-2019.) (Revised by AV, 15-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
chcoeffeq.a  |-  A  =  ( N Mat  R )
chcoeffeq.b  |-  B  =  ( Base `  A
)
chcoeffeq.p  |-  P  =  (Poly1 `  R )
chcoeffeq.y  |-  Y  =  ( N Mat  P )
chcoeffeq.r  |-  .X.  =  ( .r `  Y )
chcoeffeq.s  |-  .-  =  ( -g `  Y )
chcoeffeq.0  |-  .0.  =  ( 0g `  Y )
chcoeffeq.t  |-  T  =  ( N matToPolyMat  R )
chcoeffeq.c  |-  C  =  ( N CharPlyMat  R )
chcoeffeq.k  |-  K  =  ( C `  M
)
chcoeffeq.g  |-  G  =  ( n  e.  NN0  |->  if ( n  =  0 ,  (  .0.  .-  ( ( T `  M )  .X.  ( T `  ( b `  0 ) ) ) ) ,  if ( n  =  (
s  +  1 ) ,  ( T `  ( b `  s
) ) ,  if ( ( s  +  1 )  <  n ,  .0.  ,  ( ( T `  ( b `
 ( n  - 
1 ) ) ) 
.-  ( ( T `
 M )  .X.  ( T `  ( b `
 n ) ) ) ) ) ) ) )
chcoeffeq.w  |-  W  =  ( Base `  Y
)
chcoeffeq.1  |-  .1.  =  ( 1r `  A )
chcoeffeq.m  |-  .*  =  ( .s `  A )
chcoeffeq.u  |-  U  =  ( N cPolyMatToMat  R )
cayhamlem.e1  |-  .^  =  (.g
`  (mulGrp `  A )
)
cayhamlem.e2  |-  E  =  (.g `  (mulGrp `  Y
) )
Assertion
Ref Expression
cayhamlem4  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  E. s  e.  NN  E. b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K
) `  n )  .*  ( n  .^  M
) ) ) )  =  ( U `  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) ) ) ) )
Distinct variable groups:    A, n    B, n    n, G    n, K    n, M    n, N    R, n    U, n    n, Y    .1. , n    .* , n    n, b, s, A    B, b,
s    M, b, s    N, b, s    P, b, n, s    R, b, s    T, b, n, s    n, W    Y, b, s    .0. , n    .X. ,
n    .- , b, n, s    .^ , n
Allowed substitution hints:    C( n, s, b)    .X. ( s, b)    U( s, b)    .1. ( s, b)    E( n, s, b)    .^ ( s,
b)    G( s, b)    .* ( s,
b)    K( s, b)    W( s, b)    .0. ( s, b)

Proof of Theorem cayhamlem4
Dummy variables  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 id 22 . . 3  |-  ( ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K
) `  n )  .*  ( n  .^  M
) ) ) )  =  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) ) )  ->  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K ) `  n )  .*  (
n  .^  M )
) ) )  =  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) )
2 simp1 996 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  N  e.  Fin )
32ad2antrr 725 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  N  e.  Fin )
4 crngrng 16996 . . . . . . 7  |-  ( R  e.  CRing  ->  R  e.  Ring )
543ad2ant2 1018 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  R  e.  Ring )
65ad2antrr 725 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  R  e.  Ring )
7 chcoeffeq.b . . . . . 6  |-  B  =  ( Base `  A
)
8 eqid 2467 . . . . . 6  |-  ( 0g
`  A )  =  ( 0g `  A
)
9 chcoeffeq.a . . . . . . . . . . 11  |-  A  =  ( N Mat  R )
109matrng 18712 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring )  ->  A  e.  Ring )
114, 10sylan2 474 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing )  ->  A  e.  Ring )
12 rngcmn 17016 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  Ring  ->  A  e. CMnd
)
1311, 12syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing )  ->  A  e. CMnd )
14133adant3 1016 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  A  e. CMnd )
1514ad2antrr 725 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  A  e. CMnd )
16 nn0ex 10797 . . . . . . 7  |-  NN0  e.  _V
1716a1i 11 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  NN0  e.  _V )
183, 6, 10syl2anc 661 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  A  e.  Ring )
1918adantr 465 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  A  e.  Ring )
202, 5, 10syl2anc 661 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  A  e.  Ring )
21 eqid 2467 . . . . . . . . . . . 12  |-  (mulGrp `  A )  =  (mulGrp `  A )
2221rngmgp 16992 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  Ring  ->  (mulGrp `  A )  e.  Mnd )
2320, 22syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  (mulGrp `  A )  e.  Mnd )
2423ad3antrrr 729 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  (mulGrp `  A )  e.  Mnd )
25 simpr 461 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  n  e.  NN0 )
26 simpll3 1037 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  M  e.  B )
2726adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  M  e.  B )
2821, 7mgpbas 16937 . . . . . . . . . 10  |-  B  =  ( Base `  (mulGrp `  A ) )
29 cayhamlem.e1 . . . . . . . . . 10  |-  .^  =  (.g
`  (mulGrp `  A )
)
3028, 29mulgnn0cl 15958 . . . . . . . . 9  |-  ( ( (mulGrp `  A )  e.  Mnd  /\  n  e. 
NN0  /\  M  e.  B )  ->  (
n  .^  M )  e.  B )
3124, 25, 27, 30syl3anc 1228 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  (
n  .^  M )  e.  B )
32 eqid 2467 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( N ConstPolyMat  R )  =  ( N ConstPolyMat  R )
33 chcoeffeq.u . . . . . . . . . . . 12  |-  U  =  ( N cPolyMatToMat  R )
349, 7, 32, 33cpm2mf 19020 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring )  ->  U : ( N ConstPolyMat  R ) --> B )
352, 5, 34syl2anc 661 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  U : ( N ConstPolyMat  R ) --> B )
3635ad3antrrr 729 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  U : ( N ConstPolyMat  R ) --> B )
37 simplr 754 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  s  e.  NN )
38 simpr 461 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )
39 chcoeffeq.p . . . . . . . . . . . 12  |-  P  =  (Poly1 `  R )
40 chcoeffeq.y . . . . . . . . . . . 12  |-  Y  =  ( N Mat  P )
41 chcoeffeq.r . . . . . . . . . . . 12  |-  .X.  =  ( .r `  Y )
42 chcoeffeq.s . . . . . . . . . . . 12  |-  .-  =  ( -g `  Y )
43 chcoeffeq.0 . . . . . . . . . . . 12  |-  .0.  =  ( 0g `  Y )
44 chcoeffeq.t . . . . . . . . . . . 12  |-  T  =  ( N matToPolyMat  R )
45 chcoeffeq.g . . . . . . . . . . . 12  |-  G  =  ( n  e.  NN0  |->  if ( n  =  0 ,  (  .0.  .-  ( ( T `  M )  .X.  ( T `  ( b `  0 ) ) ) ) ,  if ( n  =  (
s  +  1 ) ,  ( T `  ( b `  s
) ) ,  if ( ( s  +  1 )  <  n ,  .0.  ,  ( ( T `  ( b `
 ( n  - 
1 ) ) ) 
.-  ( ( T `
 M )  .X.  ( T `  ( b `
 n ) ) ) ) ) ) ) )
469, 7, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 32chfacfisfcpmat 19123 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
s  e.  NN  /\  b  e.  ( B  ^m  ( 0 ... s
) ) ) )  ->  G : NN0 --> ( N ConstPolyMat  R ) )
473, 6, 26, 37, 38, 46syl32anc 1236 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  G : NN0
--> ( N ConstPolyMat  R ) )
4847ffvelrnda 6019 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( G `  n )  e.  ( N ConstPolyMat  R ) )
4936, 48ffvelrnd 6020 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( U `  ( G `  n ) )  e.  B )
50 eqid 2467 . . . . . . . . 9  |-  ( .r
`  A )  =  ( .r `  A
)
517, 50rngcl 16999 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  Ring  /\  (
n  .^  M )  e.  B  /\  ( U `  ( G `  n ) )  e.  B )  ->  (
( n  .^  M
) ( .r `  A ) ( U `
 ( G `  n ) ) )  e.  B )
5219, 31, 49, 51syl3anc 1228 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  (
( n  .^  M
) ( .r `  A ) ( U `
 ( G `  n ) ) )  e.  B )
53 eqid 2467 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) )  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) )
5452, 53fmptd 6043 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) ) ) : NN0 --> B )
55 fvex 5874 . . . . . . . 8  |-  ( 0g
`  A )  e. 
_V
5655a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( 0g `  A )  e.  _V )
57 ovex 6307 . . . . . . . 8  |-  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) )  e.  _V
5857a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  (
( n  .^  M
) ( .r `  A ) ( U `
 ( G `  n ) ) )  e.  _V )
599, 7, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45chfacffsupp 19124 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  (
s  e.  NN  /\  b  e.  ( B  ^m  ( 0 ... s
) ) ) )  ->  G finSupp  ( 0g `  Y ) )
6059anassrs 648 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  G finSupp  ( 0g
`  Y ) )
61 ovex 6307 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N ConstPolyMat  R )  e.  _V
6261, 16pm3.2i 455 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N ConstPolyMat  R )  e.  _V  /\ 
NN0  e.  _V )
63 elmapg 7430 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N ConstPolyMat  R )  e. 
_V  /\  NN0  e.  _V )  ->  ( G  e.  ( ( N ConstPolyMat  R )  ^m  NN0 )  <->  G : NN0
--> ( N ConstPolyMat  R ) ) )
6462, 63mp1i 12 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( G  e.  ( ( N ConstPolyMat  R )  ^m  NN0 )  <->  G : NN0
--> ( N ConstPolyMat  R ) ) )
6547, 64mpbird 232 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  G  e.  ( ( N ConstPolyMat  R )  ^m  NN0 ) )
66 fvex 5874 . . . . . . . . . 10  |-  ( 0g
`  Y )  e. 
_V
67 fsuppmapnn0ub 12065 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G  e.  ( ( N ConstPolyMat  R )  ^m  NN0 )  /\  ( 0g `  Y )  e.  _V )  ->  ( G finSupp  ( 0g `  Y )  ->  E. w  e.  NN0  A. z  e.  NN0  (
w  <  z  ->  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) ) ) )
6865, 66, 67sylancl 662 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( G finSupp  ( 0g `  Y )  ->  E. w  e.  NN0  A. z  e.  NN0  (
w  <  z  ->  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) ) ) )
69 csbov12g 6316 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) )  =  (
[_ z  /  n ]_ ( n  .^  M
) ( .r `  A ) [_ z  /  n ]_ ( U `
 ( G `  n ) ) ) )
70 csbov1g 6317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( n 
.^  M )  =  ( [_ z  /  n ]_ n  .^  M
) )
71 csbvarg 3848 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ n  =  z )
7271oveq1d 6297 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  NN0  ->  ( [_ z  /  n ]_ n  .^  M )  =  ( z  .^  M )
)
7370, 72eqtrd 2508 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( n 
.^  M )  =  ( z  .^  M
) )
74 csbfv2g 5901 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( U `
 ( G `  n ) )  =  ( U `  [_ z  /  n ]_ ( G `
 n ) ) )
75 csbfv 5902 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  [_ z  /  n ]_ ( G `
 n )  =  ( G `  z
)
7675a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( G `
 n )  =  ( G `  z
) )
7776fveq2d 5868 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  NN0  ->  ( U `
 [_ z  /  n ]_ ( G `  n
) )  =  ( U `  ( G `
 z ) ) )
7874, 77eqtrd 2508 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( U `
 ( G `  n ) )  =  ( U `  ( G `  z )
) )
7973, 78oveq12d 6300 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( z  e.  NN0  ->  ( [_ z  /  n ]_ (
n  .^  M )
( .r `  A
) [_ z  /  n ]_ ( U `  ( G `  n )
) )  =  ( ( z  .^  M
) ( .r `  A ) ( U `
 ( G `  z ) ) ) )
8069, 79eqtrd 2508 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  e.  NN0  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) )  =  ( ( z  .^  M
) ( .r `  A ) ( U `
 ( G `  z ) ) ) )
8180ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  /\  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( ( z  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  z ) ) ) )
82 fveq2 5864 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( G `  z )  =  ( 0g `  Y )  ->  ( U `  ( G `  z ) )  =  ( U `  ( 0g `  Y ) ) )
832, 5jca 532 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring ) )
8483adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  ->  ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring ) )
85 eqid 2467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 0g
`  Y )  =  ( 0g `  Y
)
869, 33, 39, 40, 8, 85m2cpminv0 19029 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring )  -> 
( U `  ( 0g `  Y ) )  =  ( 0g `  A ) )
8784, 86syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  ->  ( U `  ( 0g `  Y ) )  =  ( 0g `  A
) )
8887ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  ( U `  ( 0g `  Y ) )  =  ( 0g `  A
) )
8982, 88sylan9eqr 2530 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  /\  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  -> 
( U `  ( G `  z )
)  =  ( 0g
`  A ) )
9089oveq2d 6298 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  /\  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  -> 
( ( z  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 z ) ) )  =  ( ( z  .^  M )
( .r `  A
) ( 0g `  A ) ) )
9118adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  A  e.  Ring )
9223ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  (mulGrp `  A )  e.  Mnd )
93 simpr 461 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  z  e.  NN0 )
9426adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  M  e.  B )
9528, 29mulgnn0cl 15958 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( (mulGrp `  A )  e.  Mnd  /\  z  e. 
NN0  /\  M  e.  B )  ->  (
z  .^  M )  e.  B )
9692, 93, 94, 95syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  (
z  .^  M )  e.  B )
9791, 96jca 532 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  ( A  e.  Ring  /\  (
z  .^  M )  e.  B ) )
9897adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  /\  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  -> 
( A  e.  Ring  /\  ( z  .^  M
)  e.  B ) )
997, 50, 8rngrz 17023 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( A  e.  Ring  /\  (
z  .^  M )  e.  B )  ->  (
( z  .^  M
) ( .r `  A ) ( 0g
`  A ) )  =  ( 0g `  A ) )
10098, 99syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  /\  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  -> 
( ( z  .^  M ) ( .r
`  A ) ( 0g `  A ) )  =  ( 0g
`  A ) )
10181, 90, 1003eqtrd 2512 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  /\  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( 0g
`  A ) )
102101ex 434 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  z  e. 
NN0 )  ->  (
( G `  z
)  =  ( 0g
`  Y )  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( 0g
`  A ) ) )
103102adantlr 714 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  w  e. 
NN0 )  /\  z  e.  NN0 )  ->  (
( G `  z
)  =  ( 0g
`  Y )  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( 0g
`  A ) ) )
104103imim2d 52 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  w  e. 
NN0 )  /\  z  e.  NN0 )  ->  (
( w  <  z  ->  ( G `  z
)  =  ( 0g
`  Y ) )  ->  ( w  < 
z  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) )  =  ( 0g `  A ) ) ) )
105104ralimdva 2872 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  w  e. 
NN0 )  ->  ( A. z  e.  NN0  ( w  <  z  -> 
( G `  z
)  =  ( 0g
`  Y ) )  ->  A. z  e.  NN0  ( w  <  z  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( 0g
`  A ) ) ) )
106105reximdva 2938 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( E. w  e.  NN0  A. z  e.  NN0  ( w  < 
z  ->  ( G `  z )  =  ( 0g `  Y ) )  ->  E. w  e.  NN0  A. z  e. 
NN0  ( w  < 
z  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) )  =  ( 0g `  A ) ) ) )
10768, 106syld 44 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( G finSupp  ( 0g `  Y )  ->  E. w  e.  NN0  A. z  e.  NN0  (
w  <  z  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( 0g
`  A ) ) ) )
10860, 107mpd 15 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  E. w  e.  NN0  A. z  e. 
NN0  ( w  < 
z  ->  [_ z  /  n ]_ ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) )  =  ( 0g `  A ) ) )
10956, 58, 108mptnn0fsupp 12067 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) ) ) finSupp  ( 0g `  A ) )
1107, 8, 15, 17, 54, 109gsumcl 16714 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) ) )  e.  B )
11133, 9, 7, 44m2cpminvid 19021 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) )  e.  B )  ->  ( U `  ( T `  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) ) )  =  ( A 
gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) )
1123, 6, 110, 111syl3anc 1228 . . . 4  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( U `  ( T `  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) ) )  =  ( A 
gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) )
11339, 40pmatrng 18961 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring )  ->  Y  e.  Ring )
1142, 5, 113syl2anc 661 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  Y  e.  Ring )
115 rngmnd 16995 . . . . . . . . 9  |-  ( Y  e.  Ring  ->  Y  e. 
Mnd )
116114, 115syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  Y  e.  Mnd )
117116ad2antrr 725 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  Y  e.  Mnd )
118 chcoeffeq.w . . . . . . . . . 10  |-  W  =  ( Base `  Y
)
11944, 9, 7, 39, 40, 118mat2pmatghm 18998 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring )  ->  T  e.  ( A  GrpHom  Y ) )
1203, 6, 119syl2anc 661 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  T  e.  ( A  GrpHom  Y ) )
121 ghmmhm 16072 . . . . . . . 8  |-  ( T  e.  ( A  GrpHom  Y )  ->  T  e.  ( A MndHom  Y ) )
122120, 121syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  T  e.  ( A MndHom  Y ) )
12320ad3antrrr 729 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  A  e.  Ring )
1244, 34sylan2 474 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing )  ->  U : ( N ConstPolyMat  R ) --> B )
1251243adant3 1016 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  U : ( N ConstPolyMat  R ) --> B )
126125ad3antrrr 729 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  U : ( N ConstPolyMat  R ) --> B )
127126, 48ffvelrnd 6020 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( U `  ( G `  n ) )  e.  B )
128123, 31, 127, 51syl3anc 1228 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  (
( n  .^  M
) ( .r `  A ) ( U `
 ( G `  n ) ) )  e.  B )
1297, 8, 15, 117, 17, 122, 128, 109gsummptmhm 16754 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( T `
 ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) ) ) ) )  =  ( T `
 ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) ) ) ) )
13044, 9, 7, 39, 40, 118mat2pmatrhm 19002 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing )  ->  T  e.  ( A RingHom  Y ) )
1311303adant3 1016 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  T  e.  ( A RingHom  Y )
)
132131ad3antrrr 729 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  T  e.  ( A RingHom  Y )
)
1337, 50, 41rhmmul 17160 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( T  e.  ( A RingHom  Y )  /\  (
n  .^  M )  e.  B  /\  ( U `  ( G `  n ) )  e.  B )  ->  ( T `  ( (
n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) )  =  ( ( T `  ( n  .^  M ) )  .X.  ( T `  ( U `  ( G `  n )
) ) ) )
134132, 31, 127, 133syl3anc 1228 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( T `  ( (
n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) )  =  ( ( T `  ( n  .^  M ) )  .X.  ( T `  ( U `  ( G `  n )
) ) ) )
13544, 9, 7, 39, 40, 118mat2pmatmhm 19001 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing )  ->  T  e.  ( (mulGrp `  A ) MndHom  (mulGrp `  Y ) ) )
1361353adant3 1016 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  T  e.  ( (mulGrp `  A
) MndHom  (mulGrp `  Y )
) )
137136ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  T  e.  ( (mulGrp `  A
) MndHom  (mulGrp `  Y )
) )
138 cayhamlem.e2 . . . . . . . . . . . 12  |-  E  =  (.g `  (mulGrp `  Y
) )
13928, 29, 138mhmmulg 15974 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( T  e.  ( (mulGrp `  A ) MndHom  (mulGrp `  Y ) )  /\  n  e.  NN0  /\  M  e.  B )  ->  ( T `  ( n  .^  M ) )  =  ( n E ( T `  M ) ) )
140137, 25, 27, 139syl3anc 1228 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( T `  ( n  .^  M ) )  =  ( n E ( T `  M ) ) )
1412ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  N  e.  Fin )
1425ad3antrrr 729 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  R  e.  Ring )
14332, 33, 44m2cpminvid2 19023 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  ( G `  n )  e.  ( N ConstPolyMat  R ) )  ->  ( T `  ( U `  ( G `
 n ) ) )  =  ( G `
 n ) )
144141, 142, 48, 143syl3anc 1228 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( T `  ( U `  ( G `  n
) ) )  =  ( G `  n
) )
145140, 144oveq12d 6300 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  (
( T `  (
n  .^  M )
)  .X.  ( T `  ( U `  ( G `  n )
) ) )  =  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) )
146134, 145eqtrd 2508 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  n  e. 
NN0 )  ->  ( T `  ( (
n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) )  =  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) )
147146mpteq2dva 4533 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( n  e.  NN0  |->  ( T `  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) )  =  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) ) )
148147oveq2d 6298 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( T `
 ( ( n 
.^  M ) ( .r `  A ) ( U `  ( G `  n )
) ) ) ) )  =  ( Y 
gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) ) ) )
149129, 148eqtr3d 2510 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( T `  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) )  =  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `
 M ) ) 
.X.  ( G `  n ) ) ) ) )
150149fveq2d 5868 . . . 4  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( U `  ( T `  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M ) ( .r
`  A ) ( U `  ( G `
 n ) ) ) ) ) ) )  =  ( U `
 ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `
 M ) ) 
.X.  ( G `  n ) ) ) ) ) )
151112, 150eqtr3d 2510 . . 3  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B
)  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  ->  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) ) )  =  ( U `  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) ) ) ) )
1521, 151sylan9eqr 2530 . 2  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  /\  s  e.  NN )  /\  b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) )  /\  ( A 
gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K
) `  n )  .*  ( n  .^  M
) ) ) )  =  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) ) ) )  ->  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K ) `  n )  .*  (
n  .^  M )
) ) )  =  ( U `  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) ) ) ) )
153 chcoeffeq.c . . 3  |-  C  =  ( N CharPlyMat  R )
154 chcoeffeq.k . . 3  |-  K  =  ( C `  M
)
155 chcoeffeq.1 . . 3  |-  .1.  =  ( 1r `  A )
156 chcoeffeq.m . . 3  |-  .*  =  ( .s `  A )
1579, 7, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 153, 154, 45, 118, 155, 156, 33, 29, 50cayhamlem3 19155 . 2  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  E. s  e.  NN  E. b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K
) `  n )  .*  ( n  .^  M
) ) ) )  =  ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n  .^  M )
( .r `  A
) ( U `  ( G `  n ) ) ) ) ) )
158152, 157reximddv2 2940 1  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  CRing  /\  M  e.  B )  ->  E. s  e.  NN  E. b  e.  ( B  ^m  (
0 ... s ) ) ( A  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( (coe1 `  K
) `  n )  .*  ( n  .^  M
) ) ) )  =  ( U `  ( Y  gsumg  ( n  e.  NN0  |->  ( ( n E ( T `  M
) )  .X.  ( G `  n )
) ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1379    e. wcel 1767   A.wral 2814   E.wrex 2815   _Vcvv 3113   [_csb 3435   ifcif 3939   class class class wbr 4447    |-> cmpt 4505   -->wf 5582   ` cfv 5586  (class class class)co 6282    ^m cmap 7417   Fincfn 7513   finSupp cfsupp 7825   0cc0 9488   1c1 9489    + caddc 9491    < clt 9624    - cmin 9801   NNcn 10532   NN0cn0 10791   ...cfz 11668   Basecbs 14486   .rcmulr 14552   .scvsca 14555   0gc0g 14691    gsumg cgsu 14692   Mndcmnd 15722   -gcsg 15726  .gcmg 15727   MndHom cmhm 15775    GrpHom cghm 16059  CMndccmn 16594  mulGrpcmgp 16931   1rcur 16943   Ringcrg 16986   CRingccrg 16987   RingHom crh 17145  Poly1cpl1 17987  coe1cco1 17988   Mat cmat 18676   ConstPolyMat ccpmat 18971   matToPolyMat cmat2pmat 18972   cPolyMatToMat ccpmat2mat 18973   CharPlyMat cchpmat 19094
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4558  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6574  ax-inf2 8054  ax-cnex 9544  ax-resscn 9545  ax-1cn 9546  ax-icn 9547  ax-addcl 9548  ax-addrcl 9549  ax-mulcl 9550  ax-mulrcl 9551  ax-mulcom 9552  ax-addass 9553  ax-mulass 9554  ax-distr 9555  ax-i2m1 9556  ax-1ne0 9557  ax-1rid 9558  ax-rnegex 9559  ax-rrecex 9560  ax-cnre 9561  ax-pre-lttri 9562  ax-pre-lttrn 9563  ax-pre-ltadd 9564  ax-pre-mulgt0 9565  ax-addf 9567  ax-mulf 9568
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-xor 1361  df-tru 1382  df-fal 1385  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-ot 4036  df-uni 4246  df-int 4283  df-iun 4327  df-iin 4328  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-se 4839  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5549  df-fun 5588  df-fn 5589  df-f 5590  df-f1 5591  df-fo 5592  df-f1o 5593  df-fv 5594  df-isom 5595  df-riota 6243  df-ov 6285  df-oprab 6286  df-mpt2 6287  df-of 6522  df-ofr 6523  df-om 6679  df-1st 6781  df-2nd 6782  df-supp 6899  df-tpos 6952  df-cur 6993  df-recs 7039  df-rdg 7073  df-1o 7127  df-2o 7128  df-oadd 7131  df-er 7308  df-map 7419  df-pm 7420  df-ixp 7467  df-en 7514  df-dom 7515  df-sdom 7516  df-fin 7517  df-fsupp 7826  df-sup 7897  df-oi 7931  df-card 8316  df-pnf 9626  df-mnf 9627  df-xr 9628  df-ltxr 9629  df-le 9630  df-sub 9803  df-neg 9804  df-div 10203  df-nn 10533  df-2 10590  df-3 10591  df-4 10592  df-5 10593  df-6 10594  df-7 10595  df-8 10596  df-9 10597  df-10 10598  df-n0 10792  df-z 10861  df-dec 10973  df-uz 11079  df-rp 11217  df-fz 11669  df-fzo 11789  df-seq 12072  df-exp 12131  df-hash 12370  df-word 12504  df-concat 12506  df-s1 12507  df-substr 12508  df-splice 12509  df-reverse 12510  df-s2 12772  df-struct 14488  df-ndx 14489  df-slot 14490  df-base 14491  df-sets 14492  df-ress 14493  df-plusg 14564  df-mulr 14565  df-starv 14566  df-sca 14567  df-vsca 14568  df-ip 14569  df-tset 14570  df-ple 14571  df-ds 14573  df-unif 14574  df-hom 14575  df-cco 14576  df-0g 14693  df-gsum 14694  df-prds 14699  df-pws 14701  df-mre 14837  df-mrc 14838  df-acs 14840  df-mnd 15728  df-mhm 15777  df-submnd 15778  df-grp 15858  df-minusg 15859  df-sbg 15860  df-mulg 15861  df-subg 15993  df-ghm 16060  df-gim 16102  df-cntz 16150  df-oppg 16176  df-symg 16198  df-pmtr 16263  df-psgn 16312  df-evpm 16313  df-cmn 16596  df-abl 16597  df-mgp 16932  df-ur 16944  df-srg 16948  df-rng 16988  df-cring 16989  df-oppr 17056  df-dvdsr 17074  df-unit 17075  df-invr 17105  df-dvr 17116  df-rnghom 17148  df-drng 17181  df-subrg 17210  df-lmod 17297  df-lss 17362  df-sra 17601  df-rgmod 17602  df-assa 17732  df-ascl 17734  df-psr 17776  df-mvr 17777  df-mpl 17778  df-opsr 17780  df-psr1 17990  df-vr1 17991  df-ply1 17992  df-coe1 17993  df-cnfld 18192  df-zring 18257  df-zrh 18308  df-dsmm 18530  df-frlm 18545  df-mamu 18653  df-mat 18677  df-mdet 18854  df-madu 18903  df-cpmat 18974  df-mat2pmat 18975  df-cpmat2mat 18976  df-decpmat 19031  df-pm2mp 19061  df-chpmat 19095
This theorem is referenced by:  cayleyhamilton0  19157  cayleyhamiltonALT  19159
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