Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mdet1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mdet1 20226
 Description: The determinant of the identity matrix is 1, i.e. the determinant function is normalized, see also definition in [Lang] p. 513. (Contributed by SO, 10-Jul-2018.) (Proof shortened by AV, 25-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mdet1.d 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
mdet1.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mdet1.n 𝐼 = (1r𝐴)
mdet1.o 1 = (1r𝑅)
Assertion
Ref Expression
mdet1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷𝐼) = 1 )

Proof of Theorem mdet1
Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 id 22 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin))
2 crngring 18381 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
32anim1i 590 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑁 ∈ Fin))
43ancomd 466 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
5 mdet1.a . . . . . 6 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
65matring 20068 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
7 eqid 2610 . . . . . 6 (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
8 mdet1.n . . . . . 6 𝐼 = (1r𝐴)
97, 8ringidcl 18391 . . . . 5 (𝐴 ∈ Ring → 𝐼 ∈ (Base‘𝐴))
104, 6, 93syl 18 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝐼 ∈ (Base‘𝐴))
11 eqid 2610 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 mdet1.o . . . . . . 7 1 = (1r𝑅)
1311, 12ringidcl 18391 . . . . . 6 (𝑅 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝑅))
142, 13syl 17 . . . . 5 (𝑅 ∈ CRing → 1 ∈ (Base‘𝑅))
1514adantr 480 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 1 ∈ (Base‘𝑅))
161, 10, 15jca32 556 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝐼 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 1 ∈ (Base‘𝑅))))
17 eqid 2610 . . . . 5 (0g𝑅) = (0g𝑅)
18 simplr 788 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑁 ∈ Fin)
192adantr 480 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝑅 ∈ Ring)
2019adantr 480 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
21 simprl 790 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑖𝑁)
22 simprr 792 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
235, 12, 17, 18, 20, 21, 22, 8mat1ov 20073 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g𝑅)))
2423ralrimivva 2954 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g𝑅)))
25 mdet1.d . . . 4 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
26 eqid 2610 . . . 4 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
27 eqid 2610 . . . 4 (.g‘(mulGrp‘𝑅)) = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
2825, 5, 7, 26, 17, 11, 27mdetdiagid 20225 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝐼 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 1 ∈ (Base‘𝑅))) → (∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g𝑅)) → (𝐷𝐼) = ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 )))
2916, 24, 28sylc 63 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷𝐼) = ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ))
30 ringsrg 18412 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ SRing)
312, 30syl 17 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ SRing)
32 hashcl 13009 . . 3 (𝑁 ∈ Fin → (#‘𝑁) ∈ ℕ0)
3326, 27, 12srg1expzeq1 18362 . . 3 ((𝑅 ∈ SRing ∧ (#‘𝑁) ∈ ℕ0) → ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ) = 1 )
3431, 32, 33syl2an 493 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ) = 1 )
3529, 34eqtrd 2644 1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷𝐼) = 1 )
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896  ifcif 4036  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  Fincfn 7841  ℕ0cn0 11169  #chash 12979  Basecbs 15695  0gc0g 15923  .gcmg 17363  mulGrpcmgp 18312  1rcur 18324  SRingcsrg 18328  Ringcrg 18370  CRingccrg 18371   Mat cmat 20032   maDet cmdat 20209 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  ax-addf 9894  ax-mulf 9895 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-xor 1457  df-tru 1478  df-fal 1481  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-tpos 7239  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  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-div 10564  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-xnn0 11241  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-word 13154  df-lsw 13155  df-concat 13156  df-s1 13157  df-substr 13158  df-splice 13159  df-reverse 13160  df-s2 13444  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-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  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-gim 17524  df-cntz 17573  df-oppg 17599  df-symg 17621  df-pmtr 17685  df-psgn 17734  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-srg 18329  df-ring 18372  df-cring 18373  df-oppr 18446  df-dvdsr 18464  df-unit 18465  df-invr 18495  df-dvr 18506  df-rnghom 18538  df-drng 18572  df-subrg 18601  df-lmod 18688  df-lss 18754  df-sra 18993  df-rgmod 18994  df-cnfld 19568  df-zring 19638  df-zrh 19671  df-dsmm 19895  df-frlm 19910  df-mamu 20009  df-mat 20033  df-mdet 20210 This theorem is referenced by:  mdetuni0  20246  matunit  20303  cramerimplem1  20308  matunitlindflem2  32576
 Copyright terms: Public domain W3C validator