MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  m2cpm Structured version   Unicode version

Theorem m2cpm 19696
Description: The result of a matrix transformation is a constant polynomial matrix. (Contributed by AV, 18-Nov-2019.) (Proof shortened by AV, 28-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
m2cpm.s  |-  S  =  ( N ConstPolyMat  R )
m2cpm.t  |-  T  =  ( N matToPolyMat  R )
m2cpm.a  |-  A  =  ( N Mat  R )
m2cpm.b  |-  B  =  ( Base `  A
)
Assertion
Ref Expression
m2cpm  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  ->  ( T `  M )  e.  S )

Proof of Theorem m2cpm
Dummy variables  i 
j  k  n are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 m2cpm.t . . . . . . . . 9  |-  T  =  ( N matToPolyMat  R )
2 m2cpm.a . . . . . . . . 9  |-  A  =  ( N Mat  R )
3 m2cpm.b . . . . . . . . 9  |-  B  =  ( Base `  A
)
4 eqid 2429 . . . . . . . . 9  |-  (Poly1 `  R
)  =  (Poly1 `  R
)
5 eqid 2429 . . . . . . . . 9  |-  (algSc `  (Poly1 `  R ) )  =  (algSc `  (Poly1 `  R
) )
61, 2, 3, 4, 5mat2pmatvalel 19680 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  ( i
( T `  M
) j )  =  ( (algSc `  (Poly1 `  R ) ) `  ( i M j ) ) )
76adantr 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( i ( T `
 M ) j )  =  ( (algSc `  (Poly1 `  R ) ) `
 ( i M j ) ) )
87fveq2d 5885 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  (coe1 `  ( i ( T `  M ) j ) )  =  (coe1 `  ( (algSc `  (Poly1 `  R ) ) `  ( i M j ) ) ) )
98fveq1d 5883 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( (coe1 `  ( i ( T `  M ) j ) ) `  n )  =  ( (coe1 `  ( (algSc `  (Poly1 `  R ) ) `  ( i M j ) ) ) `  n ) )
10 simpl2 1009 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  R  e.  Ring )
11 eqid 2429 . . . . . . . . . 10  |-  ( Base `  R )  =  (
Base `  R )
12 simprl 762 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  i  e.  N )
13 simprr 764 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  j  e.  N )
14 simpl3 1010 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  M  e.  B )
152, 11, 3, 12, 13, 14matecld 19382 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  ( i M j )  e.  ( Base `  R
) )
1610, 15jca 534 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  ( R  e.  Ring  /\  ( i M j )  e.  ( Base `  R
) ) )
1716adantr 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( R  e.  Ring  /\  ( i M j )  e.  ( Base `  R ) ) )
18 eqid 2429 . . . . . . . 8  |-  ( 0g
`  R )  =  ( 0g `  R
)
194, 5, 11, 18coe1scl 18815 . . . . . . 7  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  (
i M j )  e.  ( Base `  R
) )  ->  (coe1 `  ( (algSc `  (Poly1 `  R
) ) `  (
i M j ) ) )  =  ( k  e.  NN0  |->  if ( k  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g
`  R ) ) ) )
2017, 19syl 17 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  (coe1 `  ( (algSc `  (Poly1 `  R ) ) `  ( i M j ) ) )  =  ( k  e.  NN0  |->  if ( k  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g `  R ) ) ) )
21 eqeq1 2433 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  n  ->  (
k  =  0  <->  n  =  0 ) )
2221ifbid 3937 . . . . . . 7  |-  ( k  =  n  ->  if ( k  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g `  R ) )  =  if ( n  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g
`  R ) ) )
2322adantl 467 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  /\  n  e.  NN )  /\  k  =  n )  ->  if ( k  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g `  R ) )  =  if ( n  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g
`  R ) ) )
24 nnnn0 10876 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  n  e.  NN0 )
2524adantl 467 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  n  e.  NN0 )
26 ovex 6333 . . . . . . . 8  |-  ( i M j )  e. 
_V
27 fvex 5891 . . . . . . . 8  |-  ( 0g
`  R )  e. 
_V
2826, 27ifex 3983 . . . . . . 7  |-  if ( n  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g
`  R ) )  e.  _V
2928a1i 11 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  if ( n  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g `  R
) )  e.  _V )
3020, 23, 25, 29fvmptd 5970 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( (coe1 `  ( (algSc `  (Poly1 `  R ) ) `  ( i M j ) ) ) `  n )  =  if ( n  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g `  R ) ) )
31 nnne0 10642 . . . . . . . 8  |-  ( n  e.  NN  ->  n  =/=  0 )
3231neneqd 2632 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  NN  ->  -.  n  =  0 )
3332adantl 467 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  -.  n  =  0 )
3433iffalsed 3926 . . . . 5  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  if ( n  =  0 ,  ( i M j ) ,  ( 0g `  R
) )  =  ( 0g `  R ) )
359, 30, 343eqtrd 2474 . . . 4  |-  ( ( ( ( N  e. 
Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B
)  /\  ( i  e.  N  /\  j  e.  N ) )  /\  n  e.  NN )  ->  ( (coe1 `  ( i ( T `  M ) j ) ) `  n )  =  ( 0g `  R ) )
3635ralrimiva 2846 . . 3  |-  ( ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  /\  (
i  e.  N  /\  j  e.  N )
)  ->  A. n  e.  NN  ( (coe1 `  (
i ( T `  M ) j ) ) `  n )  =  ( 0g `  R ) )
3736ralrimivva 2853 . 2  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  ->  A. i  e.  N  A. j  e.  N  A. n  e.  NN  ( (coe1 `  (
i ( T `  M ) j ) ) `  n )  =  ( 0g `  R ) )
38 eqid 2429 . . . 4  |-  ( N Mat  (Poly1 `  R ) )  =  ( N Mat  (Poly1 `  R ) )
391, 2, 3, 4, 38mat2pmatbas 19681 . . 3  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  ->  ( T `  M )  e.  ( Base `  ( N Mat  (Poly1 `  R ) ) ) )
40 m2cpm.s . . . 4  |-  S  =  ( N ConstPolyMat  R )
41 eqid 2429 . . . 4  |-  ( Base `  ( N Mat  (Poly1 `  R
) ) )  =  ( Base `  ( N Mat  (Poly1 `  R ) ) )
4240, 4, 38, 41cpmatel 19666 . . 3  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  ( T `  M )  e.  ( Base `  ( N Mat  (Poly1 `  R ) ) ) )  ->  (
( T `  M
)  e.  S  <->  A. i  e.  N  A. j  e.  N  A. n  e.  NN  ( (coe1 `  (
i ( T `  M ) j ) ) `  n )  =  ( 0g `  R ) ) )
4339, 42syld3an3 1309 . 2  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  ->  (
( T `  M
)  e.  S  <->  A. i  e.  N  A. j  e.  N  A. n  e.  NN  ( (coe1 `  (
i ( T `  M ) j ) ) `  n )  =  ( 0g `  R ) ) )
4437, 43mpbird 235 1  |-  ( ( N  e.  Fin  /\  R  e.  Ring  /\  M  e.  B )  ->  ( T `  M )  e.  S )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 187    /\ wa 370    /\ w3a 982    = wceq 1437    e. wcel 1870   A.wral 2782   _Vcvv 3087   ifcif 3915    |-> cmpt 4484   ` cfv 5601  (class class class)co 6305   Fincfn 7577   0cc0 9538   NNcn 10609   NN0cn0 10869   Basecbs 15084   0gc0g 15297   Ringcrg 17715  algSccascl 18470  Poly1cpl1 18705  coe1cco1 18706   Mat cmat 19363   ConstPolyMat ccpmat 19658   matToPolyMat cmat2pmat 19659
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1665  ax-4 1678  ax-5 1751  ax-6 1797  ax-7 1841  ax-8 1872  ax-9 1874  ax-10 1889  ax-11 1894  ax-12 1907  ax-13 2055  ax-ext 2407  ax-rep 4538  ax-sep 4548  ax-nul 4556  ax-pow 4603  ax-pr 4661  ax-un 6597  ax-inf2 8146  ax-cnex 9594  ax-resscn 9595  ax-1cn 9596  ax-icn 9597  ax-addcl 9598  ax-addrcl 9599  ax-mulcl 9600  ax-mulrcl 9601  ax-mulcom 9602  ax-addass 9603  ax-mulass 9604  ax-distr 9605  ax-i2m1 9606  ax-1ne0 9607  ax-1rid 9608  ax-rnegex 9609  ax-rrecex 9610  ax-cnre 9611  ax-pre-lttri 9612  ax-pre-lttrn 9613  ax-pre-ltadd 9614  ax-pre-mulgt0 9615
This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3or 983  df-3an 984  df-tru 1440  df-ex 1660  df-nf 1664  df-sb 1790  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2415  df-cleq 2421  df-clel 2424  df-nfc 2579  df-ne 2627  df-nel 2628  df-ral 2787  df-rex 2788  df-reu 2789  df-rmo 2790  df-rab 2791  df-v 3089  df-sbc 3306  df-csb 3402  df-dif 3445  df-un 3447  df-in 3449  df-ss 3456  df-pss 3458  df-nul 3768  df-if 3916  df-pw 3987  df-sn 4003  df-pr 4005  df-tp 4007  df-op 4009  df-ot 4011  df-uni 4223  df-int 4259  df-iun 4304  df-iin 4305  df-br 4427  df-opab 4485  df-mpt 4486  df-tr 4521  df-eprel 4765  df-id 4769  df-po 4775  df-so 4776  df-fr 4813  df-se 4814  df-we 4815  df-xp 4860  df-rel 4861  df-cnv 4862  df-co 4863  df-dm 4864  df-rn 4865  df-res 4866  df-ima 4867  df-pred 5399  df-ord 5445  df-on 5446  df-lim 5447  df-suc 5448  df-iota 5565  df-fun 5603  df-fn 5604  df-f 5605  df-f1 5606  df-fo 5607  df-f1o 5608  df-fv 5609  df-isom 5610  df-riota 6267  df-ov 6308  df-oprab 6309  df-mpt2 6310  df-of 6545  df-ofr 6546  df-om 6707  df-1st 6807  df-2nd 6808  df-supp 6926  df-wrecs 7036  df-recs 7098  df-rdg 7136  df-1o 7190  df-2o 7191  df-oadd 7194  df-er 7371  df-map 7482  df-pm 7483  df-ixp 7531  df-en 7578  df-dom 7579  df-sdom 7580  df-fin 7581  df-fsupp 7890  df-sup 7962  df-oi 8025  df-card 8372  df-pnf 9676  df-mnf 9677  df-xr 9678  df-ltxr 9679  df-le 9680  df-sub 9861  df-neg 9862  df-nn 10610  df-2 10668  df-3 10669  df-4 10670  df-5 10671  df-6 10672  df-7 10673  df-8 10674  df-9 10675  df-10 10676  df-n0 10870  df-z 10938  df-dec 11052  df-uz 11160  df-fz 11783  df-fzo 11914  df-seq 12211  df-hash 12513  df-struct 15086  df-ndx 15087  df-slot 15088  df-base 15089  df-sets 15090  df-ress 15091  df-plusg 15165  df-mulr 15166  df-sca 15168  df-vsca 15169  df-ip 15170  df-tset 15171  df-ple 15172  df-ds 15174  df-hom 15176  df-cco 15177  df-0g 15299  df-gsum 15300  df-prds 15305  df-pws 15307  df-mre 15443  df-mrc 15444  df-acs 15446  df-mgm 16439  df-sgrp 16478  df-mnd 16488  df-mhm 16533  df-submnd 16534  df-grp 16624  df-minusg 16625  df-sbg 16626  df-mulg 16627  df-subg 16765  df-ghm 16832  df-cntz 16922  df-cmn 17367  df-abl 17368  df-mgp 17659  df-ur 17671  df-ring 17717  df-subrg 17941  df-lmod 18028  df-lss 18091  df-sra 18330  df-rgmod 18331  df-ascl 18473  df-psr 18515  df-mvr 18516  df-mpl 18517  df-opsr 18519  df-psr1 18708  df-vr1 18709  df-ply1 18710  df-coe1 18711  df-dsmm 19226  df-frlm 19241  df-mat 19364  df-cpmat 19661  df-mat2pmat 19662
This theorem is referenced by:  m2cpmf  19697  m2cpminvid  19708  chfacfisfcpmat  19810
  Copyright terms: Public domain W3C validator