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Theorem cpmatmcl

Description: The set of all constant polynomial matrices over a ring R is closed under multiplication. (Contributed by AV, 18-Nov-2019)

Ref Expression
Hypotheses cpmatsrngpmat.s S = N ConstPolyMat R
cpmatsrngpmat.p P = Poly 1 R
cpmatsrngpmat.c C = N Mat P
Assertion cpmatmcl N Fin R Ring x S y S x C y S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cpmatsrngpmat.s S = N ConstPolyMat R
2 cpmatsrngpmat.p P = Poly 1 R
3 cpmatsrngpmat.c C = N Mat P
4 1 2 3 cpmatmcllem N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 P k N i x k P k y j c = 0 R
5 2 ply1ring R Ring P Ring
6 5 ad4antlr N Fin R Ring x S y S i N j N P Ring
7 eqid Base C = Base C
8 1 2 3 7 cpmatpmat N Fin R Ring x S x Base C
9 8 3expa N Fin R Ring x S x Base C
10 1 2 3 7 cpmatpmat N Fin R Ring y S y Base C
11 10 3expa N Fin R Ring y S y Base C
12 9 11 anim12dan N Fin R Ring x S y S x Base C y Base C
13 12 adantr N Fin R Ring x S y S i N x Base C y Base C
14 13 adantr N Fin R Ring x S y S i N j N x Base C y Base C
15 simpr N Fin R Ring x S y S i N i N
16 15 anim1i N Fin R Ring x S y S i N j N i N j N
17 eqid C = C
18 3 7 17 matmulcell P Ring x Base C y Base C i N j N i x C y j = P k N i x k P k y j
19 6 14 16 18 syl3anc N Fin R Ring x S y S i N j N i x C y j = P k N i x k P k y j
20 19 fveq2d N Fin R Ring x S y S i N j N coe 1 i x C y j = coe 1 P k N i x k P k y j
21 20 adantr N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j = coe 1 P k N i x k P k y j
22 21 fveq1d N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j c = coe 1 P k N i x k P k y j c
23 22 eqeq1d N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R coe 1 P k N i x k P k y j c = 0 R
24 23 ralbidva N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R c coe 1 P k N i x k P k y j c = 0 R
25 24 ralbidva N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R j N c coe 1 P k N i x k P k y j c = 0 R
26 25 ralbidva N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R i N j N c coe 1 P k N i x k P k y j c = 0 R
27 4 26 mpbird N Fin R Ring x S y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R
28 simpl N Fin R Ring N Fin
29 28 adantr N Fin R Ring x S y S N Fin
30 simpr N Fin R Ring R Ring
31 30 adantr N Fin R Ring x S y S R Ring
32 2 3 pmatring N Fin R Ring C Ring
33 32 adantr N Fin R Ring x S y S C Ring
34 simpl x S y S x S
35 34 anim2i N Fin R Ring x S y S N Fin R Ring x S
36 df-3an N Fin R Ring x S N Fin R Ring x S
37 35 36 sylibr N Fin R Ring x S y S N Fin R Ring x S
38 37 8 syl N Fin R Ring x S y S x Base C
39 simpr x S y S y S
40 39 anim2i N Fin R Ring x S y S N Fin R Ring y S
41 df-3an N Fin R Ring y S N Fin R Ring y S
42 40 41 sylibr N Fin R Ring x S y S N Fin R Ring y S
43 42 10 syl N Fin R Ring x S y S y Base C
44 7 17 ringcl C Ring x Base C y Base C x C y Base C
45 33 38 43 44 syl3anc N Fin R Ring x S y S x C y Base C
46 1 2 3 7 cpmatel N Fin R Ring x C y Base C x C y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R
47 29 31 45 46 syl3anc N Fin R Ring x S y S x C y S i N j N c coe 1 i x C y j c = 0 R
48 27 47 mpbird N Fin R Ring x S y S x C y S
49 48 ralrimivva N Fin R Ring x S y S x C y S