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Theorem gsumdixp

Description: Distribute a binary product of sums to a sum of binary products in a ring. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Mar-2015) (Revised by AV, 10-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsumdixp.b B=BaseR
gsumdixp.t ·˙=R
gsumdixp.z 0˙=0R
gsumdixp.i φIV
gsumdixp.j φJW
gsumdixp.r φRRing
gsumdixp.x φxIXB
gsumdixp.y φyJYB
gsumdixp.xf φfinSupp0˙xIX
gsumdixp.yf φfinSupp0˙yJY
Assertion gsumdixp φRxIX·˙RyJY=RxI,yJX·˙Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumdixp.b B=BaseR
2 gsumdixp.t ·˙=R
3 gsumdixp.z 0˙=0R
4 gsumdixp.i φIV
5 gsumdixp.j φJW
6 gsumdixp.r φRRing
7 gsumdixp.x φxIXB
8 gsumdixp.y φyJYB
9 gsumdixp.xf φfinSupp0˙xIX
10 gsumdixp.yf φfinSupp0˙yJY
11 6 ringcmnd φRCMnd
12 5 adantr φiIJW
13 6 adantr φiIjJRRing
14 7 fmpttd φxIX:IB
15 simpl iIjJiI
16 ffvelcdm xIX:IBiIxIXiB
17 14 15 16 syl2an φiIjJxIXiB
18 8 fmpttd φyJY:JB
19 simpr iIjJjJ
20 ffvelcdm yJY:JBjJyJYjB
21 18 19 20 syl2an φiIjJyJYjB
22 1 2 13 17 21 ringcld φiIjJxIXi·˙yJYjB
23 9 fsuppimpd φxIXsupp0˙Fin
24 10 fsuppimpd φyJYsupp0˙Fin
25 xpfi xIXsupp0˙FinyJYsupp0˙Finsupp0˙xIX×supp0˙yJYFin
26 23 24 25 syl2anc φsupp0˙xIX×supp0˙yJYFin
27 ianor ¬isupp0˙xIXjsupp0˙yJY¬isupp0˙xIX¬jsupp0˙yJY
28 brxp isupp0˙xIX×supp0˙yJYjisupp0˙xIXjsupp0˙yJY
29 27 28 xchnxbir ¬isupp0˙xIX×supp0˙yJYj¬isupp0˙xIX¬jsupp0˙yJY
30 simprl φiIjJiI
31 eldif iIsupp0˙xIXiI¬isupp0˙xIX
32 31 biimpri iI¬isupp0˙xIXiIsupp0˙xIX
33 30 32 sylan φiIjJ¬isupp0˙xIXiIsupp0˙xIX
34 14 adantr φiIjJxIX:IB
35 ssidd φiIjJxIXsupp0˙xIXsupp0˙
36 4 adantr φiIjJIV
37 3 fvexi 0˙V
38 37 a1i φiIjJ0˙V
39 34 35 36 38 suppssr φiIjJiIsupp0˙xIXxIXi=0˙
40 33 39 syldan φiIjJ¬isupp0˙xIXxIXi=0˙
41 40 oveq1d φiIjJ¬isupp0˙xIXxIXi·˙yJYj=0˙·˙yJYj
42 1 2 3 ringlz RRingyJYjB0˙·˙yJYj=0˙
43 13 21 42 syl2anc φiIjJ0˙·˙yJYj=0˙
44 43 adantr φiIjJ¬isupp0˙xIX0˙·˙yJYj=0˙
45 41 44 eqtrd φiIjJ¬isupp0˙xIXxIXi·˙yJYj=0˙
46 simprr φiIjJjJ
47 eldif jJsupp0˙yJYjJ¬jsupp0˙yJY
48 47 biimpri jJ¬jsupp0˙yJYjJsupp0˙yJY
49 46 48 sylan φiIjJ¬jsupp0˙yJYjJsupp0˙yJY
50 18 adantr φiIjJyJY:JB
51 ssidd φiIjJyJYsupp0˙yJYsupp0˙
52 5 adantr φiIjJJW
53 50 51 52 38 suppssr φiIjJjJsupp0˙yJYyJYj=0˙
54 49 53 syldan φiIjJ¬jsupp0˙yJYyJYj=0˙
55 54 oveq2d φiIjJ¬jsupp0˙yJYxIXi·˙yJYj=xIXi·˙0˙
56 1 2 3 ringrz RRingxIXiBxIXi·˙0˙=0˙
57 13 17 56 syl2anc φiIjJxIXi·˙0˙=0˙
58 57 adantr φiIjJ¬jsupp0˙yJYxIXi·˙0˙=0˙
59 55 58 eqtrd φiIjJ¬jsupp0˙yJYxIXi·˙yJYj=0˙
60 45 59 jaodan φiIjJ¬isupp0˙xIX¬jsupp0˙yJYxIXi·˙yJYj=0˙
61 29 60 sylan2b φiIjJ¬isupp0˙xIX×supp0˙yJYjxIXi·˙yJYj=0˙
62 61 anasss φiIjJ¬isupp0˙xIX×supp0˙yJYjxIXi·˙yJYj=0˙
63 1 3 11 4 12 22 26 62 gsum2d2 φRiI,jJxIXi·˙yJYj=RiIRjJxIXi·˙yJYj
64 nffvmpt1 _xxIXi
65 nfcv _x·˙
66 nfcv _xyJYj
67 64 65 66 nfov _xxIXi·˙yJYj
68 nfcv _yxIXi
69 nfcv _y·˙
70 nffvmpt1 _yyJYj
71 68 69 70 nfov _yxIXi·˙yJYj
72 nfcv _ixIXx·˙yJYy
73 nfcv _jxIXx·˙yJYy
74 fveq2 i=xxIXi=xIXx
75 fveq2 j=yyJYj=yJYy
76 74 75 oveqan12d i=xj=yxIXi·˙yJYj=xIXx·˙yJYy
77 67 71 72 73 76 cbvmpo iI,jJxIXi·˙yJYj=xI,yJxIXx·˙yJYy
78 simp2 φxIyJxI
79 7 3adant3 φxIyJXB
80 eqid xIX=xIX
81 80 fvmpt2 xIXBxIXx=X
82 78 79 81 syl2anc φxIyJxIXx=X
83 simp3 φxIyJyJ
84 eqid yJY=yJY
85 84 fvmpt2 yJYByJYy=Y
86 83 8 85 3imp3i2an φxIyJyJYy=Y
87 82 86 oveq12d φxIyJxIXx·˙yJYy=X·˙Y
88 87 mpoeq3dva φxI,yJxIXx·˙yJYy=xI,yJX·˙Y
89 77 88 eqtrid φiI,jJxIXi·˙yJYj=xI,yJX·˙Y
90 89 oveq2d φRiI,jJxIXi·˙yJYj=RxI,yJX·˙Y
91 nfcv _xR
92 nfcv _xΣ𝑔
93 nfcv _xJ
94 93 67 nfmpt _xjJxIXi·˙yJYj
95 91 92 94 nfov _xRjJxIXi·˙yJYj
96 nfcv _iRyJxIXx·˙yJYy
97 74 oveq1d i=xxIXi·˙yJYj=xIXx·˙yJYj
98 97 mpteq2dv i=xjJxIXi·˙yJYj=jJxIXx·˙yJYj
99 nfcv _yxIXx
100 99 69 70 nfov _yxIXx·˙yJYj
101 75 oveq2d j=yxIXx·˙yJYj=xIXx·˙yJYy
102 100 73 101 cbvmpt jJxIXx·˙yJYj=yJxIXx·˙yJYy
103 98 102 eqtrdi i=xjJxIXi·˙yJYj=yJxIXx·˙yJYy
104 103 oveq2d i=xRjJxIXi·˙yJYj=RyJxIXx·˙yJYy
105 95 96 104 cbvmpt iIRjJxIXi·˙yJYj=xIRyJxIXx·˙yJYy
106 87 3expa φxIyJxIXx·˙yJYy=X·˙Y
107 106 mpteq2dva φxIyJxIXx·˙yJYy=yJX·˙Y
108 107 oveq2d φxIRyJxIXx·˙yJYy=RyJX·˙Y
109 108 mpteq2dva φxIRyJxIXx·˙yJYy=xIRyJX·˙Y
110 105 109 eqtrid φiIRjJxIXi·˙yJYj=xIRyJX·˙Y
111 110 oveq2d φRiIRjJxIXi·˙yJYj=RxIRyJX·˙Y
112 63 90 111 3eqtr3d φRxI,yJX·˙Y=RxIRyJX·˙Y
113 6 adantr φxIRRing
114 5 adantr φxIJW
115 8 adantlr φxIyJYB
116 10 adantr φxIfinSupp0˙yJY
117 1 3 2 113 114 7 115 116 gsummulc2 φxIRyJX·˙Y=X·˙RyJY
118 117 mpteq2dva φxIRyJX·˙Y=xIX·˙RyJY
119 118 oveq2d φRxIRyJX·˙Y=RxIX·˙RyJY
120 1 3 11 5 18 10 gsumcl φRyJYB
121 1 3 2 6 4 120 7 9 gsummulc1 φRxIX·˙RyJY=RxIX·˙RyJY
122 112 119 121 3eqtrrd φRxIX·˙RyJY=RxI,yJX·˙Y