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Theorem dmatmulcl

Description: The product of two diagonal matrices is a diagonal matrix. (Contributed by AV, 20-Aug-2019) (Revised by AV, 18-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses dmatid.a A = N Mat R
dmatid.b B = Base A
dmatid.0 0 ˙ = 0 R
dmatid.d D = N DMat R
Assertion dmatmulcl N Fin R Ring X D Y D X A Y D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dmatid.a A = N Mat R
2 dmatid.b B = Base A
3 dmatid.0 0 ˙ = 0 R
4 dmatid.d D = N DMat R
5 oveq m = x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ i m j = i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j
6 5 eqeq1d m = x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ i m j = 0 ˙ i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = 0 ˙
7 6 imbi2d m = x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ i j i m j = 0 ˙ i j i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = 0 ˙
8 7 2ralbidv m = x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ i N j N i j i m j = 0 ˙ i N j N i j i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = 0 ˙
9 eqid Base R = Base R
10 simpll N Fin R Ring X D Y D N Fin
11 simplr N Fin R Ring X D Y D R Ring
12 11 3ad2ant1 N Fin R Ring X D Y D x N y N R Ring
13 eqid Base A = Base A
14 simp2 N Fin R Ring X D Y D x N y N x N
15 simp3 N Fin R Ring X D Y D x N y N y N
16 1 13 3 4 dmatmat N Fin R Ring X D X Base A
17 16 imp N Fin R Ring X D X Base A
18 17 adantrr N Fin R Ring X D Y D X Base A
19 18 3ad2ant1 N Fin R Ring X D Y D x N y N X Base A
20 1 9 13 14 15 19 matecld N Fin R Ring X D Y D x N y N x X y Base R
21 1 13 3 4 dmatmat N Fin R Ring Y D Y Base A
22 21 imp N Fin R Ring Y D Y Base A
23 22 adantrl N Fin R Ring X D Y D Y Base A
24 23 3ad2ant1 N Fin R Ring X D Y D x N y N Y Base A
25 1 9 13 14 15 24 matecld N Fin R Ring X D Y D x N y N x Y y Base R
26 eqid R = R
27 9 26 ringcl R Ring x X y Base R x Y y Base R x X y R x Y y Base R
28 12 20 25 27 syl3anc N Fin R Ring X D Y D x N y N x X y R x Y y Base R
29 9 3 ring0cl R Ring 0 ˙ Base R
30 29 adantl N Fin R Ring 0 ˙ Base R
31 30 adantr N Fin R Ring X D Y D 0 ˙ Base R
32 31 3ad2ant1 N Fin R Ring X D Y D x N y N 0 ˙ Base R
33 28 32 ifcld N Fin R Ring X D Y D x N y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ Base R
34 1 9 2 10 11 33 matbas2d N Fin R Ring X D Y D x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ B
35 eqidd N Fin R Ring X D Y D i N j N i j x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ = x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙
36 eqeq12 x = i y = j x = y i = j
37 oveq12 x = i y = j x X y = i X j
38 oveq12 x = i y = j x Y y = i Y j
39 37 38 oveq12d x = i y = j x X y R x Y y = i X j R i Y j
40 36 39 ifbieq1d x = i y = j if x = y x X y R x Y y 0 ˙ = if i = j i X j R i Y j 0 ˙
41 40 adantl N Fin R Ring X D Y D i N j N i j x = i y = j if x = y x X y R x Y y 0 ˙ = if i = j i X j R i Y j 0 ˙
42 simplrl N Fin R Ring X D Y D i N j N i j i N
43 simplrr N Fin R Ring X D Y D i N j N i j j N
44 ovex i X j R i Y j V
45 3 fvexi 0 ˙ V
46 44 45 ifex if i = j i X j R i Y j 0 ˙ V
47 46 a1i N Fin R Ring X D Y D i N j N i j if i = j i X j R i Y j 0 ˙ V
48 35 41 42 43 47 ovmpod N Fin R Ring X D Y D i N j N i j i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = if i = j i X j R i Y j 0 ˙
49 ifnefalse i j if i = j i X j R i Y j 0 ˙ = 0 ˙
50 49 adantl N Fin R Ring X D Y D i N j N i j if i = j i X j R i Y j 0 ˙ = 0 ˙
51 48 50 eqtrd N Fin R Ring X D Y D i N j N i j i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = 0 ˙
52 51 ex N Fin R Ring X D Y D i N j N i j i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = 0 ˙
53 52 ralrimivva N Fin R Ring X D Y D i N j N i j i x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ j = 0 ˙
54 8 34 53 elrabd N Fin R Ring X D Y D x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙ m B | i N j N i j i m j = 0 ˙
55 1 2 3 4 dmatmul N Fin R Ring X D Y D X A Y = x N , y N if x = y x X y R x Y y 0 ˙
56 1 2 3 4 dmatval N Fin R Ring D = m B | i N j N i j i m j = 0 ˙
57 56 adantr N Fin R Ring X D Y D D = m B | i N j N i j i m j = 0 ˙
58 54 55 57 3eltr4d N Fin R Ring X D Y D X A Y D