Theorem cayhamlem2 20508

Description: Lemma for cayhamlem3 20511. (Contributed by AV, 24-Nov-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
cayhamlem2.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
cayhamlem2.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
cayhamlem2.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
cayhamlem2.1	⊢ 1 = (1r‘𝐴)
cayhamlem2.m	⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝐴)
cayhamlem2.e	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝐴))
cayhamlem2.r	⊢ · = (.r‘𝐴)

Assertion

Ref	Expression
cayhamlem2	⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐻‘𝐿) ∗ (𝐿 ↑ 𝑀)) = ((𝐿 ↑ 𝑀) · ((𝐻‘𝐿) ∗ 1 )))

Proof of Theorem cayhamlem2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elmapi 7765	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) → 𝐻:ℕ0⟶𝐾)
2	1	ffvelrnda 6267	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → (𝐻‘𝐿) ∈ 𝐾)
3	2	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐻‘𝐿) ∈ 𝐾)
4		cayhamlem2.k	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
5		cayhamlem2.a	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
6	5	matsca2 20045	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑅 = (Scalar‘𝐴))
7	6	3adant3 1074	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → 𝑅 = (Scalar‘𝐴))
8	7	fveq2d 6107	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐴)))
9	4, 8	syl5req 2657	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (Base‘(Scalar‘𝐴)) = 𝐾)
10	9	eleq2d 2673	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → ((𝐻‘𝐿) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐴)) ↔ (𝐻‘𝐿) ∈ 𝐾))
11	10	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐻‘𝐿) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐴)) ↔ (𝐻‘𝐿) ∈ 𝐾))
12	3, 11	mpbird 246	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐻‘𝐿) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐴)))
13		eqid 2610	. . . . . 6 ⊢ (algSc‘𝐴) = (algSc‘𝐴)
14		eqid 2610	. . . . . 6 ⊢ (Scalar‘𝐴) = (Scalar‘𝐴)
15		eqid 2610	. . . . . 6 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝐴)) = (Base‘(Scalar‘𝐴))
16		cayhamlem2.m	. . . . . 6 ⊢ ∗ = ( ·𝑠 ‘𝐴)
17		cayhamlem2.1	. . . . . 6 ⊢ 1 = (1r‘𝐴)
18	13, 14, 15, 16, 17	asclval 19156	. . . . 5 ⊢ ((𝐻‘𝐿) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐴)) → ((algSc‘𝐴)‘(𝐻‘𝐿)) = ((𝐻‘𝐿) ∗ 1 ))
19	12, 18	syl 17	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((algSc‘𝐴)‘(𝐻‘𝐿)) = ((𝐻‘𝐿) ∗ 1 ))
20	19	eqcomd 2616	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐻‘𝐿) ∗ 1 ) = ((algSc‘𝐴)‘(𝐻‘𝐿)))
21	20	oveq2d 6565	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐿 ↑ 𝑀) · ((𝐻‘𝐿) ∗ 1 )) = ((𝐿 ↑ 𝑀) · ((algSc‘𝐴)‘(𝐻‘𝐿))))
22	5	matassa 20069	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐴 ∈ AssAlg)
23	22	3adant3 1074	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ AssAlg)
24	23	adantr 480	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝐴 ∈ AssAlg)
25		crngring 18381	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
26	25	anim2i 591	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
27	26	3adant3 1074	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
28	5	matring 20068	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
29		eqid 2610	. . . . . . 7 ⊢ (mulGrp‘𝐴) = (mulGrp‘𝐴)
30	29	ringmgp 18376	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → (mulGrp‘𝐴) ∈ Mnd)
31	27, 28, 30	3syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (mulGrp‘𝐴) ∈ Mnd)
32	31	adantr 480	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (mulGrp‘𝐴) ∈ Mnd)
33		simprr 792	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝐿 ∈ ℕ0)
34		simpl3 1059	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → 𝑀 ∈ 𝐵)
35		cayhamlem2.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
36	29, 35	mgpbas 18318	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝐴))
37		cayhamlem2.e	. . . . 5 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝐴))
38	36, 37	mulgnn0cl 17381	. . . 4 ⊢ (((mulGrp‘𝐴) ∈ Mnd ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) → (𝐿 ↑ 𝑀) ∈ 𝐵)
39	32, 33, 34, 38	syl3anc 1318	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → (𝐿 ↑ 𝑀) ∈ 𝐵)
40		cayhamlem2.r	. . . 4 ⊢ · = (.r‘𝐴)
41	13, 14, 15, 35, 40, 16	asclmul2 19161	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ AssAlg ∧ (𝐻‘𝐿) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐴)) ∧ (𝐿 ↑ 𝑀) ∈ 𝐵) → ((𝐿 ↑ 𝑀) · ((algSc‘𝐴)‘(𝐻‘𝐿))) = ((𝐻‘𝐿) ∗ (𝐿 ↑ 𝑀)))
42	24, 12, 39, 41	syl3anc 1318	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐿 ↑ 𝑀) · ((algSc‘𝐴)‘(𝐻‘𝐿))) = ((𝐻‘𝐿) ∗ (𝐿 ↑ 𝑀)))
43	21, 42	eqtr2d 2645	1 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑀 ∈ 𝐵) ∧ (𝐻 ∈ (𝐾 ↑𝑚 ℕ0) ∧ 𝐿 ∈ ℕ0)) → ((𝐻‘𝐿) ∗ (𝐿 ↑ 𝑀)) = ((𝐿 ↑ 𝑀) · ((𝐻‘𝐿) ∗ 1 )))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   ↑_𝑚 cmap 7744  Fincfn 7841  ℕ₀cn0 11169  Basecbs 15695  ._rcmulr 15769  Scalarcsca 15771   ·_𝑠 cvsca 15772  Mndcmnd 17117  ._gcmg 17363  mulGrpcmgp 18312  1_rcur 18324  Ringcrg 18370  CRingccrg 18371  AssAlgcasa 19130  algSccascl 19132   Mat cmat 20032

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-ot 4134  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-sup 8231  df-oi 8298  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-seq 12664  df-hash 12980  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-hom 15793  df-cco 15794  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-prds 15931  df-pws 15933  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-mhm 17158  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-sbg 17250  df-mulg 17364  df-subg 17414  df-ghm 17481  df-cntz 17573  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-subrg 18601  df-lmod 18688  df-lss 18754  df-sra 18993  df-rgmod 18994  df-assa 19133  df-ascl 19135  df-dsmm 19895  df-frlm 19910  df-mamu 20009  df-mat 20033

This theorem is referenced by:  cayhamlem3  20511