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Theorem cpmadugsumlemF

Description: Lemma F for cpmadugsum . (Contributed by AV, 7-Nov-2019)

Ref Expression
Hypotheses cpmadugsum.a A = N Mat R
cpmadugsum.b B = Base A
cpmadugsum.p P = Poly 1 R
cpmadugsum.y Y = N Mat P
cpmadugsum.t T = N matToPolyMat R
cpmadugsum.x X = var 1 R
cpmadugsum.e × ˙ = mulGrp P
cpmadugsum.m · ˙ = Y
cpmadugsum.r × ˙ = Y
cpmadugsum.1 1 ˙ = 1 Y
cpmadugsum.g + ˙ = + Y
cpmadugsum.s - ˙ = - Y
Assertion cpmadugsumlemF N Fin R CRing M B s b B 0 s X · ˙ 1 ˙ × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i - ˙ T M × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cpmadugsum.a A = N Mat R
2 cpmadugsum.b B = Base A
3 cpmadugsum.p P = Poly 1 R
4 cpmadugsum.y Y = N Mat P
5 cpmadugsum.t T = N matToPolyMat R
6 cpmadugsum.x X = var 1 R
7 cpmadugsum.e × ˙ = mulGrp P
8 cpmadugsum.m · ˙ = Y
9 cpmadugsum.r × ˙ = Y
10 cpmadugsum.1 1 ˙ = 1 Y
11 cpmadugsum.g + ˙ = + Y
12 cpmadugsum.s - ˙ = - Y
13 nnnn0 s s 0
14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 cpmadugsumlemB N Fin R CRing M B s 0 b B 0 s X · ˙ 1 ˙ × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
15 13 14 sylanr1 N Fin R CRing M B s b B 0 s X · ˙ 1 ˙ × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 cpmadugsumlemC N Fin R CRing M B s 0 b B 0 s T M × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
17 13 16 sylanr1 N Fin R CRing M B s b B 0 s T M × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
18 15 17 oveq12d N Fin R CRing M B s b B 0 s X · ˙ 1 ˙ × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i - ˙ T M × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
19 nncn s s
20 npcan1 s s - 1 + 1 = s
21 20 eqcomd s s = s - 1 + 1
22 19 21 syl s s = s - 1 + 1
23 22 oveq2d s 0 s = 0 s - 1 + 1
24 23 mpteq1d s i 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = i 0 s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
25 24 oveq2d s Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
26 25 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
27 eqid Base Y = Base Y
28 crngring R CRing R Ring
29 28 anim2i N Fin R CRing N Fin R Ring
30 29 3adant3 N Fin R CRing M B N Fin R Ring
31 3 4 pmatring N Fin R Ring Y Ring
32 30 31 syl N Fin R CRing M B Y Ring
33 ringcmn Y Ring Y CMnd
34 32 33 syl N Fin R CRing M B Y CMnd
35 34 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Y CMnd
36 nnm1nn0 s s 1 0
37 36 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s s 1 0
38 simpll1 N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 N Fin
39 28 3ad2ant2 N Fin R CRing M B R Ring
40 39 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s R Ring
41 40 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 R Ring
42 elmapi b B 0 s b : 0 s B
43 23 feq2d s b : 0 s B b : 0 s - 1 + 1 B
44 42 43 syl5ibcom b B 0 s s b : 0 s - 1 + 1 B
45 44 impcom s b B 0 s b : 0 s - 1 + 1 B
46 45 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s b : 0 s - 1 + 1 B
47 46 ffvelrnda N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 b i B
48 elfznn0 i 0 s - 1 + 1 i 0
49 48 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 i 0
50 1nn0 1 0
51 50 a1i N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 1 0
52 49 51 nn0addcld N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 i + 1 0
53 1 2 5 3 4 27 8 7 6 mat2pmatscmxcl N Fin R Ring b i B i + 1 0 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
54 38 41 47 52 53 syl22anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
55 27 11 35 37 54 gsummptfzsplit N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ Y i s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
56 ringmnd Y Ring Y Mnd
57 32 56 syl N Fin R CRing M B Y Mnd
58 57 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Y Mnd
59 ovexd N Fin R CRing M B s b B 0 s s - 1 + 1 V
60 simpl1 N Fin R CRing M B s b B 0 s N Fin
61 nn0fz0 s 0 s 0 s
62 13 61 sylib s s 0 s
63 ffvelrn b : 0 s B s 0 s b s B
64 42 62 63 syl2anr s b B 0 s b s B
65 13 adantr s b B 0 s s 0
66 50 a1i s b B 0 s 1 0
67 65 66 nn0addcld s b B 0 s s + 1 0
68 64 67 jca s b B 0 s b s B s + 1 0
69 68 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s b s B s + 1 0
70 1 2 5 3 4 27 8 7 6 mat2pmatscmxcl N Fin R Ring b s B s + 1 0 s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y
71 60 40 69 70 syl21anc N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y
72 oveq1 i = s - 1 + 1 i + 1 = s 1 + 1 + 1
73 72 oveq1d i = s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X = s 1 + 1 + 1 × ˙ X
74 2fveq3 i = s - 1 + 1 T b i = T b s - 1 + 1
75 73 74 oveq12d i = s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = s 1 + 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b s - 1 + 1
76 19 20 syl s s - 1 + 1 = s
77 76 oveq1d s s 1 + 1 + 1 = s + 1
78 77 oveq1d s s 1 + 1 + 1 × ˙ X = s + 1 × ˙ X
79 76 fveq2d s b s - 1 + 1 = b s
80 79 fveq2d s T b s - 1 + 1 = T b s
81 78 80 oveq12d s s 1 + 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b s - 1 + 1 = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
82 81 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s s 1 + 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b s - 1 + 1 = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
83 75 82 sylan9eqr N Fin R CRing M B s b B 0 s i = s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
84 27 58 59 71 83 gsumsnd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
85 84 oveq2d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ Y i s - 1 + 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
86 26 55 85 3eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
87 13 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s s 0
88 3 4 pmatlmod N Fin R Ring Y LMod
89 29 88 syl N Fin R CRing Y LMod
90 89 3adant3 N Fin R CRing M B Y LMod
91 90 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Y LMod
92 91 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s Y LMod
93 3 ply1ring R Ring P Ring
94 28 93 syl R CRing P Ring
95 94 3ad2ant2 N Fin R CRing M B P Ring
96 eqid mulGrp P = mulGrp P
97 96 ringmgp P Ring mulGrp P Mnd
98 95 97 syl N Fin R CRing M B mulGrp P Mnd
99 98 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s mulGrp P Mnd
100 99 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s mulGrp P Mnd
101 elfznn0 i 0 s i 0
102 101 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s i 0
103 eqid Base P = Base P
104 6 3 103 vr1cl R Ring X Base P
105 28 104 syl R CRing X Base P
106 105 3ad2ant2 N Fin R CRing M B X Base P
107 106 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s X Base P
108 107 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s X Base P
109 96 103 mgpbas Base P = Base mulGrp P
110 109 7 mulgnn0cl mulGrp P Mnd i 0 X Base P i × ˙ X Base P
111 100 102 108 110 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s i × ˙ X Base P
112 3 ply1crng R CRing P CRing
113 112 anim2i N Fin R CRing N Fin P CRing
114 113 3adant3 N Fin R CRing M B N Fin P CRing
115 4 matsca2 N Fin P CRing P = Scalar Y
116 114 115 syl N Fin R CRing M B P = Scalar Y
117 116 eqcomd N Fin R CRing M B Scalar Y = P
118 117 fveq2d N Fin R CRing M B Base Scalar Y = Base P
119 118 eleq2d N Fin R CRing M B i × ˙ X Base Scalar Y i × ˙ X Base P
120 119 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i × ˙ X Base Scalar Y i × ˙ X Base P
121 120 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s i × ˙ X Base Scalar Y i × ˙ X Base P
122 111 121 mpbird N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s i × ˙ X Base Scalar Y
123 32 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Y Ring
124 123 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s Y Ring
125 simpll1 N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s N Fin
126 40 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s R Ring
127 simpll3 N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s M B
128 5 1 2 3 4 mat2pmatbas N Fin R Ring M B T M Base Y
129 125 126 127 128 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s T M Base Y
130 87 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s s 0
131 simprr N Fin R CRing M B s b B 0 s b B 0 s
132 131 anim1i N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s b B 0 s i 0 s
133 1 2 3 4 5 m2pmfzmap N Fin R Ring s 0 b B 0 s i 0 s T b i Base Y
134 125 126 130 132 133 syl31anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s T b i Base Y
135 27 9 ringcl Y Ring T M Base Y T b i Base Y T M × ˙ T b i Base Y
136 124 129 134 135 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s T M × ˙ T b i Base Y
137 eqid Scalar Y = Scalar Y
138 eqid Base Scalar Y = Base Scalar Y
139 27 137 8 138 lmodvscl Y LMod i × ˙ X Base Scalar Y T M × ˙ T b i Base Y i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
140 92 122 136 139 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
141 27 11 35 87 140 gsummptfzsplitl N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ Y i 0 i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
142 0nn0 0 0
143 142 a1i N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 0
144 eqid 0 mulGrp P = 0 mulGrp P
145 109 144 7 mulg0 X Base P 0 × ˙ X = 0 mulGrp P
146 106 145 syl N Fin R CRing M B 0 × ˙ X = 0 mulGrp P
147 146 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 × ˙ X = 0 mulGrp P
148 147 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0 = 0 mulGrp P · ˙ T M × ˙ T b 0
149 eqid 1 P = 1 P
150 96 149 ringidval 1 P = 0 mulGrp P
151 150 a1i N Fin R CRing M B s b B 0 s 1 P = 0 mulGrp P
152 151 eqcomd N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 mulGrp P = 1 P
153 152 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 mulGrp P · ˙ T M × ˙ T b 0 = 1 P · ˙ T M × ˙ T b 0
154 116 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s P = Scalar Y
155 154 fveq2d N Fin R CRing M B s b B 0 s 1 P = 1 Scalar Y
156 155 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s 1 P · ˙ T M × ˙ T b 0 = 1 Scalar Y · ˙ T M × ˙ T b 0
157 28 128 syl3an2 N Fin R CRing M B T M Base Y
158 157 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s T M Base Y
159 simpl b : 0 s B s b : 0 s B
160 elnn0uz s 0 s 0
161 13 160 sylib s s 0
162 eluzfz1 s 0 0 0 s
163 161 162 syl s 0 0 s
164 163 adantl b : 0 s B s 0 0 s
165 159 164 ffvelrnd b : 0 s B s b 0 B
166 165 ex b : 0 s B s b 0 B
167 42 166 syl b B 0 s s b 0 B
168 167 impcom s b B 0 s b 0 B
169 168 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s b 0 B
170 5 1 2 3 4 mat2pmatbas N Fin R Ring b 0 B T b 0 Base Y
171 60 40 169 170 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s T b 0 Base Y
172 27 9 ringcl Y Ring T M Base Y T b 0 Base Y T M × ˙ T b 0 Base Y
173 123 158 171 172 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s T M × ˙ T b 0 Base Y
174 eqid 1 Scalar Y = 1 Scalar Y
175 27 137 8 174 lmodvs1 Y LMod T M × ˙ T b 0 Base Y 1 Scalar Y · ˙ T M × ˙ T b 0 = T M × ˙ T b 0
176 91 173 175 syl2anc N Fin R CRing M B s b B 0 s 1 Scalar Y · ˙ T M × ˙ T b 0 = T M × ˙ T b 0
177 156 176 eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s 1 P · ˙ T M × ˙ T b 0 = T M × ˙ T b 0
178 148 153 177 3eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0 = T M × ˙ T b 0
179 178 173 eqeltrd N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0 Base Y
180 oveq1 i = 0 i × ˙ X = 0 × ˙ X
181 2fveq3 i = 0 T b i = T b 0
182 181 oveq2d i = 0 T M × ˙ T b i = T M × ˙ T b 0
183 180 182 oveq12d i = 0 i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0
184 183 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s i = 0 i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0
185 27 58 143 179 184 gsumsnd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i 0 i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0
186 109 150 7 mulg0 X Base P 0 × ˙ X = 1 P
187 106 186 syl N Fin R CRing M B 0 × ˙ X = 1 P
188 187 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 × ˙ X = 1 P
189 188 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b 0 = 1 P · ˙ T M × ˙ T b 0
190 185 189 177 3eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i 0 i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = T M × ˙ T b 0
191 190 oveq2d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ Y i 0 i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0
192 141 191 eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0
193 86 192 oveq12d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0
194 fzfid N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 s 1 Fin
195 simpll1 N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 N Fin
196 40 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 R Ring
197 42 adantl s b B 0 s b : 0 s B
198 197 adantr s b B 0 s i 0 s 1 b : 0 s B
199 nnz s s
200 fzoval s 0 ..^ s = 0 s 1
201 199 200 syl s 0 ..^ s = 0 s 1
202 201 eqcomd s 0 s 1 = 0 ..^ s
203 202 eleq2d s i 0 s 1 i 0 ..^ s
204 elfzofz i 0 ..^ s i 0 s
205 203 204 syl6bi s i 0 s 1 i 0 s
206 205 adantr s b B 0 s i 0 s 1 i 0 s
207 206 imp s b B 0 s i 0 s 1 i 0 s
208 198 207 ffvelrnd s b B 0 s i 0 s 1 b i B
209 208 adantll N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 b i B
210 elfznn0 i 0 s 1 i 0
211 210 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 i 0
212 50 a1i N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 1 0
213 211 212 nn0addcld N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 i + 1 0
214 195 196 209 213 53 syl22anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
215 214 ralrimiva N Fin R CRing M B s b B 0 s i 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
216 27 35 194 215 gsummptcl N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
217 27 11 cmncom Y CMnd Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
218 35 216 71 217 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i
219 218 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0 = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0
220 ringgrp Y Ring Y Grp
221 32 220 syl N Fin R CRing M B Y Grp
222 221 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Y Grp
223 fzfid N Fin R CRing M B s b B 0 s 1 s Fin
224 91 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s Y LMod
225 99 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s mulGrp P Mnd
226 elfznn i 1 s i
227 226 nnnn0d i 1 s i 0
228 227 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i 0
229 107 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s X Base P
230 225 228 229 110 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X Base P
231 116 fveq2d N Fin R CRing M B Base P = Base Scalar Y
232 231 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Base P = Base Scalar Y
233 232 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s Base P = Base Scalar Y
234 230 233 eleqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X Base Scalar Y
235 123 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s Y Ring
236 158 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s T M Base Y
237 simpll1 N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s N Fin
238 40 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s R Ring
239 197 adantl N Fin R CRing M B s b B 0 s b : 0 s B
240 239 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s b : 0 s B
241 1eluzge0 1 0
242 fzss1 1 0 1 s 0 s
243 241 242 mp1i s 1 s 0 s
244 243 sseld s i 1 s i 0 s
245 244 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i 0 s
246 245 imp N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i 0 s
247 240 246 ffvelrnd N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s b i B
248 5 1 2 3 4 mat2pmatbas N Fin R Ring b i B T b i Base Y
249 237 238 247 248 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s T b i Base Y
250 235 236 249 135 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s T M × ˙ T b i Base Y
251 224 234 250 139 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
252 251 ralrimiva N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
253 27 35 223 252 gsummptcl N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
254 27 11 12 grpaddsubass Y Grp s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
255 222 71 216 253 254 syl13anc N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
256 oveq1 x = i x 1 = i 1
257 256 oveq1d x = i x - 1 + 1 = i - 1 + 1
258 257 oveq1d x = i x - 1 + 1 × ˙ X = i - 1 + 1 × ˙ X
259 256 fveq2d x = i b x 1 = b i 1
260 259 fveq2d x = i T b x 1 = T b i 1
261 258 260 oveq12d x = i x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = i - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b i 1
262 261 cbvmptv x 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = i 1 s i - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b i 1
263 226 nncnd i 1 s i
264 263 adantl s i 1 s i
265 npcan1 i i - 1 + 1 = i
266 264 265 syl s i 1 s i - 1 + 1 = i
267 266 oveq1d s i 1 s i - 1 + 1 × ˙ X = i × ˙ X
268 267 oveq1d s i 1 s i - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b i 1 = i × ˙ X · ˙ T b i 1
269 268 mpteq2dva s i 1 s i - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b i 1 = i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1
270 262 269 eqtrid s x 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1
271 270 oveq2d s Y x = 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1
272 271 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s Y x = 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1
273 272 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y x = 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
274 eqid 0 Y = 0 Y
275 1zzd N Fin R CRing M B s b B 0 s 1
276 0zd N Fin R CRing M B s b B 0 s 0
277 37 nn0zd N Fin R CRing M B s b B 0 s s 1
278 oveq1 i = x 1 i + 1 = x - 1 + 1
279 278 oveq1d i = x 1 i + 1 × ˙ X = x - 1 + 1 × ˙ X
280 2fveq3 i = x 1 T b i = T b x 1
281 279 280 oveq12d i = x 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1
282 27 274 35 275 276 277 214 281 gsummptshft N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y x = 0 + 1 s - 1 + 1 x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1
283 0p1e1 0 + 1 = 1
284 283 a1i N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 + 1 = 1
285 76 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s s - 1 + 1 = s
286 284 285 oveq12d N Fin R CRing M B s b B 0 s 0 + 1 s - 1 + 1 = 1 s
287 286 mpteq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s x 0 + 1 s - 1 + 1 x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = x 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1
288 287 oveq2d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y x = 0 + 1 s - 1 + 1 x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 = Y x = 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1
289 282 288 eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i = Y x = 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1
290 289 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y x = 1 s x - 1 + 1 × ˙ X · ˙ T b x 1 - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
291 ringabl Y Ring Y Abel
292 32 291 syl N Fin R CRing M B Y Abel
293 292 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s Y Abel
294 226 adantl s i 1 s i
295 nnz i i
296 elfzm1b i s i 1 s i 1 0 s 1
297 295 199 296 syl2an i s i 1 s i 1 0 s 1
298 201 adantl i s 0 ..^ s = 0 s 1
299 298 eqcomd i s 0 s 1 = 0 ..^ s
300 299 eleq2d i s i 1 0 s 1 i 1 0 ..^ s
301 elfzofz i 1 0 ..^ s i 1 0 s
302 300 301 syl6bi i s i 1 0 s 1 i 1 0 s
303 297 302 sylbid i s i 1 s i 1 0 s
304 303 expimpd i s i 1 s i 1 0 s
305 294 304 mpcom s i 1 s i 1 0 s
306 305 ex s i 1 s i 1 0 s
307 306 ad2antrl N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i 1 0 s
308 307 imp N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i 1 0 s
309 240 308 ffvelrnd N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s b i 1 B
310 1 2 5 3 4 27 8 7 6 mat2pmatscmxcl N Fin R Ring b i 1 B i 0 i × ˙ X · ˙ T b i 1 Base Y
311 237 238 309 228 310 syl22anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 Base Y
312 eqid i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 = i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1
313 eqid i 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = i 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
314 27 12 293 223 311 251 312 313 gsummptfidmsub N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
315 273 290 314 3eqtr4d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
316 315 oveq2d N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
317 222 adantr N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s Y Grp
318 27 12 grpsubcl Y Grp i × ˙ X · ˙ T b i 1 Base Y i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
319 317 311 251 318 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
320 319 ralrimiva N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
321 27 35 223 320 gsummptcl N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y
322 27 11 cmncom Y CMnd s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
323 35 71 321 322 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
324 255 316 323 3eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s
325 324 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i - ˙ T M × ˙ T b 0 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0
326 27 11 mndcl Y Mnd s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
327 58 71 216 326 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i Base Y
328 27 11 12 293 327 253 173 ablsubsub4 N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i - ˙ T M × ˙ T b 0 = s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0
329 27 11 12 grpaddsubass Y Grp Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i Base Y s + 1 × ˙ X · ˙ T b s Base Y T M × ˙ T b 0 Base Y Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0
330 222 321 71 173 329 syl13anc N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0
331 325 328 330 3eqtr3d N Fin R CRing M B s b B 0 s s + 1 × ˙ X · ˙ T b s + ˙ Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0
332 5 1 2 3 4 mat2pmatbas N Fin R Ring b i 1 B T b i 1 Base Y
333 237 238 309 332 syl3anc N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s T b i 1 Base Y
334 27 8 137 138 12 224 234 333 250 lmodsubdi N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i = i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i
335 334 eqcomd N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i
336 335 mpteq2dva N Fin R CRing M B s b B 0 s i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = i 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i
337 336 oveq2d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i
338 337 oveq1d N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0
339 219 331 338 3eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s Y i = 0 s 1 i + 1 × ˙ X · ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T M × ˙ T b i + ˙ T M × ˙ T b 0 = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0
340 18 193 339 3eqtrd N Fin R CRing M B s b B 0 s X · ˙ 1 ˙ × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i - ˙ T M × ˙ Y i = 0 s i × ˙ X · ˙ T b i = Y i = 1 s i × ˙ X · ˙ T b i 1 - ˙ T M × ˙ T b i + ˙ s + 1 × ˙ X · ˙ T b s - ˙ T M × ˙ T b 0